JP5021152B2 - インテグリンターゲッティング化合物 - Google Patents
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Description
本発明はインテグリンターゲッティング化合物並びにこれらの化合物の製造方法及び使用方法に関する。
強力な化学療法薬の使用は主としてその薬物の毒性に関連する幾つかの特有の制限を有する。治療に必要とされる薬物の用量はしばしば患者を潜在的に致死性の感染症、心臓毒性及びその他の副作用を受け易くする。癌の生物学の改良された理解は一層特異的な“標的療法”をもたらしていた。疾患細胞（例えば、腫瘍細胞）の表面で発現された抗原は“モノクローナル抗体誘導薬物送出”アプローチの基礎を形成する。しかしながら、不運なことに、腫瘍抗原は薬物耐性のためにしばしばダウンレギュレーションされる。これは“モノクローナル抗体誘導薬物送出”アプローチの有効性を制限する。他方で、腫瘍内皮細胞の表面で発現された標的分子は血液中に循環しているターゲッティング分子に容易に接近し得る。更に、腫瘍細胞とは対照的に、腫瘍内皮細胞は遺伝子的に安定であり、薬物耐性のためにおそらくダウンレギュレーションされない。それ故、腫瘍内皮細胞の表面で発現された分子は“誘導薬物送出”に適した受容体であることが明らかである。
本発明はインテグリン発現細胞を標的とするための新規化合物を提供することにより当業界の問題を解決する。このような化合物は癌及びその他の疾患の診断適用及び治療適用を有する。
本発明はインテグリン発現細胞を標的とするための新規化合物を提供することにより当業界の問題を解決する。このような化合物は癌及びその他の疾患の診断適用及び治療適用を有する。
本発明は少なくとも一つの機能性成分にリンカーにより共有結合された少なくとも一つのインテグリンターゲッティング成分を含むターゲッティング化合物に関するものであり、前記インテグリンターゲッティング成分が、
(a) RGDペプチド模倣物、及び
(b) 非RGDペプチド、ペプチド模倣物、又は有機分子インテグリンアゴニストもしくはアンタゴニスト、
を含む群から選ばれる。
或る実施態様において、インテグリンターゲッティング成分はインテグリン、例えば、αvβ3又はαvβ5に特異性である。好ましいRGDペプチド模倣物のコアー構造が特別なターゲッティング化合物実施態様における使用について開示される。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は種々の利益を成分それら自体に与える。例えば、機能性成分は一般にin vivoの一層小さいサイズのターゲッティング成分の半減期を延長し得る。又、インテグリンターゲッティング成分の生物学的効力又はその他の生物学的特性は抗体の如き機能性成分により与えられる一種以上のエフェクター機能の付加により変更し得る。加えて、インテグリンターゲッティング成分は、機能性成分への結合により与えられるその増大されたサイズにより、ターゲッティング薬剤が新しい能力で機能することを可能にし得る。
又、本発明のインテグリンターゲッティング化合物の製造方法が提供される。一実施態様において、インテグリンターゲッティング成分及び機能性成分の反応を受け易い反応性部分との共有結合反応のための反応性基を含むリンカーを含むインテグリンターゲッティング成分-リンカー化合物が調製される。別のアプローチにおいて、機能性部分及びインテグリンターゲッティング成分の反応を受け易い反応性部分との共有結合反応のための反応性基を含むリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が調製される。更に別のアプローチにおいて、ターゲッティング成分及び機能性成分が反応性基を有するリンカー又は反応を受け易い部分を有するリンカーの一つに結合され、その結果、二つのリンカーが共有結合する場合にターゲッティング化合物が生成する。
更に、インテグリンターゲッティング成分を機能性成分に共有結合するためのインテグリンターゲッティング成分-リンカー化合物及び機能性成分-リンカー化合物が提供される。或る実施態様において、リンカーは別の成分に共有結合するための反応性基を含む。或る実施態様において、リンカー反応性基はケトン、ジケトン、ベータラクタム、スクシンイミド活性エステル、ハロケトン、ラクトン、酸無水物、エポキシド、アルデヒド又はマレイミドである。
(a) RGDペプチド模倣物、及び
(b) 非RGDペプチド、ペプチド模倣物、又は有機分子インテグリンアゴニストもしくはアンタゴニスト、
を含む群から選ばれる。
或る実施態様において、インテグリンターゲッティング成分はインテグリン、例えば、αvβ3又はαvβ5に特異性である。好ましいRGDペプチド模倣物のコアー構造が特別なターゲッティング化合物実施態様における使用について開示される。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は種々の利益を成分それら自体に与える。例えば、機能性成分は一般にin vivoの一層小さいサイズのターゲッティング成分の半減期を延長し得る。又、インテグリンターゲッティング成分の生物学的効力又はその他の生物学的特性は抗体の如き機能性成分により与えられる一種以上のエフェクター機能の付加により変更し得る。加えて、インテグリンターゲッティング成分は、機能性成分への結合により与えられるその増大されたサイズにより、ターゲッティング薬剤が新しい能力で機能することを可能にし得る。
又、本発明のインテグリンターゲッティング化合物の製造方法が提供される。一実施態様において、インテグリンターゲッティング成分及び機能性成分の反応を受け易い反応性部分との共有結合反応のための反応性基を含むリンカーを含むインテグリンターゲッティング成分-リンカー化合物が調製される。別のアプローチにおいて、機能性部分及びインテグリンターゲッティング成分の反応を受け易い反応性部分との共有結合反応のための反応性基を含むリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が調製される。更に別のアプローチにおいて、ターゲッティング成分及び機能性成分が反応性基を有するリンカー又は反応を受け易い部分を有するリンカーの一つに結合され、その結果、二つのリンカーが共有結合する場合にターゲッティング化合物が生成する。
更に、インテグリンターゲッティング成分を機能性成分に共有結合するためのインテグリンターゲッティング成分-リンカー化合物及び機能性成分-リンカー化合物が提供される。或る実施態様において、リンカーは別の成分に共有結合するための反応性基を含む。或る実施態様において、リンカー反応性基はケトン、ジケトン、ベータラクタム、スクシンイミド活性エステル、ハロケトン、ラクトン、酸無水物、エポキシド、アルデヒド又はマレイミドである。
インテグリンターゲッティング成分-リンカー化合物及び機能性成分リンカー化合物の種々の化学的特徴が記載される。一実施態様において、リンカーは一般式X-Y-Zを有し、式中、ＸはＣ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Si、Ｆ、Cl、Br、及びＩのいずれか、又はその塩を含み、かつ2-100単位の反復エーテル単位を含む原子の線状又は分岐連結鎖であり、Ｙは任意であり、Ｚの1-20個の原子内に位置された単一又は縮合５又は６員ホモ又はヘテロ炭素環式飽和又は不飽和環であり、かつＺは一つ以上のターゲッティング薬剤を反応を受け易い部分、例えば、反応性アミノ酸の側鎖に共有結合するための反応性基である。ターゲッティング成分又は機能性成分はＸもしくはＹ又はＸとＹ（多成分がターゲッティング化合物中に含まれる場合）に結合されてもよい。
更に、機能性成分を個体のインテグリン関連細胞、組織に送出する方法が提供される。その方法は個体に本発明のインテグリンターゲッティング化合物を投与することを含む。その方法の或る実施態様において、機能性成分は機能性成分を含む治療薬である。
更に、個体のインテグリンを伴う疾患又は症状の治療又は予防方法が提供される。その方法は個体に治療有効量の、治療薬である機能性成分を含む本発明のインテグリンターゲッティング化合物を投与することを含む。その疾患又は症状は治療薬の影響を受け易く、その結果、その疾患又は症状と関連する症候の軽減又は予防が行なわれる。その方法の或る実施態様において、その疾患又は症状は血管形成の不全、骨代謝、炎症又は細胞増殖を伴う。
更に、本発明は本発明のインテグリンターゲッティング化合物及び医薬上許される担体を含む医薬組成物又は薬物を提供する。
更に、機能性成分を個体のインテグリン関連細胞、組織に送出する方法が提供される。その方法は個体に本発明のインテグリンターゲッティング化合物を投与することを含む。その方法の或る実施態様において、機能性成分は機能性成分を含む治療薬である。
更に、個体のインテグリンを伴う疾患又は症状の治療又は予防方法が提供される。その方法は個体に治療有効量の、治療薬である機能性成分を含む本発明のインテグリンターゲッティング化合物を投与することを含む。その疾患又は症状は治療薬の影響を受け易く、その結果、その疾患又は症状と関連する症候の軽減又は予防が行なわれる。その方法の或る実施態様において、その疾患又は症状は血管形成の不全、骨代謝、炎症又は細胞増殖を伴う。
更に、本発明は本発明のインテグリンターゲッティング化合物及び医薬上許される担体を含む医薬組成物又は薬物を提供する。
本発明は、細胞又は組織の如き特別なインテグリン標的への提示に有益なインテグリンターゲッティング化合物を提供する。ターゲッティング成分はその化合物を標的部位に配置するように作用する。インテグリンターゲッティング化合物は少なくとも二つの成分：ターゲッティング成分及び機能性成分を含む。これらの成分は夫々の成分がその活性を保持するように機能し得る形で連結される。典型的には、ターゲッティング成分は典型的にはリガンド／受容体の関係によりインテグリン標的に特異的に結合する。このようなリガンド／受容体の関係が当業界で公知である。インテグリン標的は標的細胞又は組織の表面にあることが好ましい。又、インテグリン標的は病状の如き特別な症状と関連してもよい。
好ましいターゲッティング成分は、一つ以上のインテグリンを標的とする。ターゲッティング成分はインテグリンのアゴニスト又はアンタゴニストであってもよく、又は生物学的活性をもたずに結合する。一実施態様において、インテグリンはαvβ3又はαvβ5である。インテグリンは細胞付着イベント及びシグナル伝達プロセスで機能するヘテロダーマーの膜貫通糖タンパク質複合体である。インテグリンαvβ3は多くの細胞で発現され、骨マトリックスへのオステオクラストの付着、血管平滑筋細胞の移行、及び血管形成を含む、幾つかの生物学的に関係のあるプロセスを媒介することが示されていた。インテグリンαvβ3アンタゴニストは新血管形成を伴う疾患、例えば、慢性関節リウマチ、癌、及び眼の疾患等を含む、幾つかのヒト疾患の治療に使用し得る。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物のインテグリンターゲッティング成分は約5,000ダルトン以下の小分子有機化合物、例えば、薬物又は医薬であってもよく、これはインテグリンアンタゴニスト又はアゴニストである。インテグリンアゴニスト又はアンタゴニストは又タンパク質、ペプチド、ペプチド模倣物、糖タンパク質、プロテオグリカン、脂質、リン脂質、リポ多糖、糖脂質、核酸、プロテオグリカン、炭水化物等であってもよい。“ポリペプチド”、“ペプチド”及び“タンパク質”という用語はアミノ酸残基のポリマーを表すのに互換可能に使用される。これらの用語は一つ以上のアミノ酸残基が相当する天然産アミノ酸の合成化学類似体であるアミノ酸ポリマーだけでなく、天然産アミノ酸ポリマーに適用される。アミノ酸はペプチドの結合機能が維持される限りＬ形態又はＤ形態であってもよい。ペプチドは可変長さのものであってもよいが、一般に約４〜200アミノ酸である。ペプチドはペプチド内の二つの非隣接アミノ酸間に分子内結合、例えば、主鎖と主鎖、側鎖と主鎖及び側鎖と側鎖の環化を有して、環状であってもよい。環状ペプチドは当業界で公知の方法により調製し得る。例えば、米国特許第6,013,625号を参照のこと。
好ましいターゲッティング成分は、一つ以上のインテグリンを標的とする。ターゲッティング成分はインテグリンのアゴニスト又はアンタゴニストであってもよく、又は生物学的活性をもたずに結合する。一実施態様において、インテグリンはαvβ3又はαvβ5である。インテグリンは細胞付着イベント及びシグナル伝達プロセスで機能するヘテロダーマーの膜貫通糖タンパク質複合体である。インテグリンαvβ3は多くの細胞で発現され、骨マトリックスへのオステオクラストの付着、血管平滑筋細胞の移行、及び血管形成を含む、幾つかの生物学的に関係のあるプロセスを媒介することが示されていた。インテグリンαvβ3アンタゴニストは新血管形成を伴う疾患、例えば、慢性関節リウマチ、癌、及び眼の疾患等を含む、幾つかのヒト疾患の治療に使用し得る。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物のインテグリンターゲッティング成分は約5,000ダルトン以下の小分子有機化合物、例えば、薬物又は医薬であってもよく、これはインテグリンアンタゴニスト又はアゴニストである。インテグリンアゴニスト又はアンタゴニストは又タンパク質、ペプチド、ペプチド模倣物、糖タンパク質、プロテオグリカン、脂質、リン脂質、リポ多糖、糖脂質、核酸、プロテオグリカン、炭水化物等であってもよい。“ポリペプチド”、“ペプチド”及び“タンパク質”という用語はアミノ酸残基のポリマーを表すのに互換可能に使用される。これらの用語は一つ以上のアミノ酸残基が相当する天然産アミノ酸の合成化学類似体であるアミノ酸ポリマーだけでなく、天然産アミノ酸ポリマーに適用される。アミノ酸はペプチドの結合機能が維持される限りＬ形態又はＤ形態であってもよい。ペプチドは可変長さのものであってもよいが、一般に約４〜200アミノ酸である。ペプチドはペプチド内の二つの非隣接アミノ酸間に分子内結合、例えば、主鎖と主鎖、側鎖と主鎖及び側鎖と側鎖の環化を有して、環状であってもよい。環状ペプチドは当業界で公知の方法により調製し得る。例えば、米国特許第6,013,625号を参照のこと。
インテグリンターゲッティング成分は抗体ではないが、ターゲッティング化合物は抗体を機能性成分として含んでもよく、このような抗体はターゲッティング能力を有してもよい。このような抗体がインテグリンターゲッティング能力を有する場合、ターゲッティング化合物はインテグリン特異性である非抗体成分を含むであろう。
本明細書に使用される“Arg-Gly-Aspペプチド”又は“RGDペプチド”についての言及は“受容体のArg-Gly-Aspファミリー”の受容体、例えば、インテグリンの結合部位として機能し得る一つ以上のArg-Gly-Asp含有配列を有するペプチドを表すことが意図される。インテグリン（これはアルファサブユニット及びベータサブユニットを含む）として、α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、α1β1、α6β4、α4β7、αDβ2、αDβ2、αLβ2、αMβ2、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αxβ2、αIIbβ3、αIELbβ7等を含む多くの型が挙げられる。配列RGDは幾つかのマトリックスタンパク質中に存在し、インテグリンによるマトリックスへの細胞結合のための標的である。血小板はタンパク質GP IIb/IIIaの多量のRGD細胞表面受容体を含み、これはその他の血小板及び損なわれた血管の内皮表面との相互作用により冠動脈血栓症の発生の主たる原因である。又、RGDペプチドという用語はRGDペプチドの機能性均等物（例えば、RLD又はKGD）であるアミノ酸を含むペプチドを含むが、但し、それらが同じRGD受容体と相互作用することを条件とする。RGD配列を含むペプチドは当業界で公知の手段により、例えば、自動化ペプチド合成装置、例えば、アプライド・バイオシステムズ社（フォスター・シティ、カリフォルニア）により製造された合成装置を使用してアミノ酸から合成し得る。
本明細書に使用される“Arg-Gly-Aspペプチド”又は“RGDペプチド”についての言及は“受容体のArg-Gly-Aspファミリー”の受容体、例えば、インテグリンの結合部位として機能し得る一つ以上のArg-Gly-Asp含有配列を有するペプチドを表すことが意図される。インテグリン（これはアルファサブユニット及びベータサブユニットを含む）として、α1β1、α2β1、α3β1、α4β1、α5β1、α6β1、α7β1、α8β1、α9β1、α1β1、α6β4、α4β7、αDβ2、αDβ2、αLβ2、αMβ2、αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、αxβ2、αIIbβ3、αIELbβ7等を含む多くの型が挙げられる。配列RGDは幾つかのマトリックスタンパク質中に存在し、インテグリンによるマトリックスへの細胞結合のための標的である。血小板はタンパク質GP IIb/IIIaの多量のRGD細胞表面受容体を含み、これはその他の血小板及び損なわれた血管の内皮表面との相互作用により冠動脈血栓症の発生の主たる原因である。又、RGDペプチドという用語はRGDペプチドの機能性均等物（例えば、RLD又はKGD）であるアミノ酸を含むペプチドを含むが、但し、それらが同じRGD受容体と相互作用することを条件とする。RGD配列を含むペプチドは当業界で公知の手段により、例えば、自動化ペプチド合成装置、例えば、アプライド・バイオシステムズ社（フォスター・シティ、カリフォルニア）により製造された合成装置を使用してアミノ酸から合成し得る。
その他の実施態様において、本発明のターゲッティング化合物のインテグリンターゲッティング成分は非RGDペプチドアゴニストもしくはアンタゴニスト又はこれらのペプチド模倣物であってもよい。本明細書に使用される“非RGDペプチド”はそのリガンド（例えば、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニン、コラーゲン等）に結合するインテグリンのアンタゴニスト又はアゴニストであるが、RGD結合部位を伴わないペプチドを表す。このような非RGDインテグリンターゲッティング化合物がαvβ3について知られている（例えば、米国特許第5,767,071号及び同第5,780,426号を参照のこと）だけでなく、その他のインテグリンα4β1(VLA-4)、α4β7等について知られている（例えば、米国特許第6,365,619号；Changら, Bioorganic＆Medicinal Chem Lett, 12:159-163 (2002); Linら, Bioorganic＆Medicinal Chem Lett, 12:133-136 (2002)を参照のこと）。
一実施態様において、インテグリンターゲッティング成分はペプチド模倣物アゴニスト又はアンタゴニストであり、これはRGDペプチド又は非RGDペプチドのペプチド模倣物アゴニスト又はアンタゴニストであることが好ましい。本明細書に使用される“ペプチド模倣物(mimetic)”という用語は天然の親ペプチドの一つ以上の生物学的作用を模擬又は拮抗作用し得る非ペプチド構造要素を含む化合物である。RGDペプチドのペプチド模倣物はRGDアミノ酸配列の同様のペプチド鎖薬作用発生団基を保持するが結合部位配列中にアミノ酸又はペプチド結合を欠いている有機分子である。同様に、非RGDペプチドのペプチド模倣物は非RGD結合部位配列の同様のペプチド鎖薬作用発生団基を保持するが結合部位配列中にアミノ酸又はペプチド結合を欠いている有機分子である。“薬作用発生団”は化合物が特別な応答を生じ、又は所望の活性を有するのに必要とされる官能基の特別な三次元配置である。“RGDペプチド模倣物”という用語は有機／非ペプチド構造により支持されたRGD薬作用発生団を含む分子を含む化合物を表すことが意図される。RGDペプチド模倣物（又は非RGDペプチド模倣物）はそれ自体がペプチド結合により結合された通常又は修飾アミノ酸を含む一層大きい分子の部分であってもよいことが理解されるであろう。
一実施態様において、インテグリンターゲッティング成分はペプチド模倣物アゴニスト又はアンタゴニストであり、これはRGDペプチド又は非RGDペプチドのペプチド模倣物アゴニスト又はアンタゴニストであることが好ましい。本明細書に使用される“ペプチド模倣物(mimetic)”という用語は天然の親ペプチドの一つ以上の生物学的作用を模擬又は拮抗作用し得る非ペプチド構造要素を含む化合物である。RGDペプチドのペプチド模倣物はRGDアミノ酸配列の同様のペプチド鎖薬作用発生団基を保持するが結合部位配列中にアミノ酸又はペプチド結合を欠いている有機分子である。同様に、非RGDペプチドのペプチド模倣物は非RGD結合部位配列の同様のペプチド鎖薬作用発生団基を保持するが結合部位配列中にアミノ酸又はペプチド結合を欠いている有機分子である。“薬作用発生団”は化合物が特別な応答を生じ、又は所望の活性を有するのに必要とされる官能基の特別な三次元配置である。“RGDペプチド模倣物”という用語は有機／非ペプチド構造により支持されたRGD薬作用発生団を含む分子を含む化合物を表すことが意図される。RGDペプチド模倣物（又は非RGDペプチド模倣物）はそれ自体がペプチド結合により結合された通常又は修飾アミノ酸を含む一層大きい分子の部分であってもよいことが理解されるであろう。
RGDペプチド模倣物は当業界で公知であり、インテグリン、例えば、GPIIb/IIIa、αvβ3及びαvβ5に関して記載されていた（例えば、Millerら, J. Med. Chem. 2000, 43:22-26、並びに国際特許公開WO 0110867、WO 9915178、WO 9915170、WO 9815278、WO 9814192、WO 0035887、WO 9906049、WO 9724119及びWO 9600730を参照のこと、又Kumarら, Cancer Res. 61:2232-2238 (2000)を参照のこと）。多くのこのような化合物は一種より多いインテグリンに特異性である。RGDペプチド模倣物は一般にコアー又は鋳型（又“フィブリノーゲン受容体アンタゴニスト鋳型”と称される）をベースとし、これらにはスペーサーにより一端に酸性基そしてコアーの他端に塩基性基が結合されている。酸性基は一般にカルボン酸官能基であり、一方、塩基性基は一般にＮ含有部分、例えば、アミジン又はグアニジンである。典型的には、コアー構造は酸性部分と塩基性窒素部分の間に剛性スペーシングの形態を加え、この目的のために一つ以上の環構造（例えば、ピリジン、インダゾール等）又はアミド結合を含む。フィブリノーゲン受容体アンタゴニストについて、一般に、約12〜15、更に好ましくは13又は14の介在共有結合がRGDペプチド模倣物の酸性基と塩基性基の窒素の間に存在する（最短の分子内経路により）。酸性部分と塩基性部分の間の介在共有結合の数はビトロネクチン受容体アンタゴニストについて一般に一層短く、２〜５、好ましくは３又は４である。特別なコアーがフィブリノーゲンアンタゴニスト鋳型の酸性部分とピリジンの窒素原子の間の適当なスペーシングを得るために選択し得る。一般に、フィブリノーゲンアンタゴニストは酸性部分（例えば、プロトンを放出し、電子対を受け入れる原子）と塩基性部分（例えば、プロトンを受け入れ、又は電子対を供与する）の間に約16Å（1.6nm）の分子内距離を有し、一方、ビトロネクチンアンタゴニストは夫々の酸性中心と塩基性中心の間に約14Å(1.4nm)を有するであろう。フィブリノーゲン受容体模倣物からビトロネクチン受容体模倣物に変換することに関する更なる記載が米国特許第6,159,964号に見られる。
ペプチド模倣物RGDコアーは０〜６個の二重結合を含み、かつＮ、Ｏ及びＳから選ばれた０〜６個のヘテロ原子を含む5-11員芳香族又は非芳香族単環式又は多環式環系を含み得る。その環系は未置換であってもよく、又は炭素原子もしくは窒素原子の位置で置換されていてもよい。ビトロネクチン結合に有益な好適な置換基を有する好ましいコアー構造は単環式基及び二環式基、例えば、WO 98/14192に記載されたベンゾアザピン、米国特許第6,239,168号に記載されたベンゾジアザピン、及び米国特許第6,008,213号に記載された縮合三環式化合物を含む。
米国特許第6,159,964号明細書は、RGDペプチド模倣物を調製するのに使用し得るRGDペプチド模倣物コアー構造（フィブリノーゲン鋳型と称される）を開示するその明細書の表１中に文献の広範なリストを含む。好ましいビトロネクチンRGDペプチド模倣物及びフィブロネクチンRGDペプチド模倣物が米国特許第6,335,330号、同第5,977,101号、同第6,088,213号、同第6,069,158号、同第6,191,304号、同第6,239,138号、同第6,159,964号、同第6,117,910号、同第6,117,866号、同第6,008,214号、同第6,127,359号、同第5,939,412号、同第5,693,636号、同第6,403,578号、同第6,387,895号、同第6,268,378号、同第6,218,387号、同第6,207,663号、同第6,011,045号、同第5,990,145号、同第6,399,620号、同第6,322,770号、同第6,017,925号、同第5,981,546号、同第5,952,341号、同第6,413,955号、同第6,340,679号、同第6,313,119号、同第6,268,378号、同第6,211,184号、同第6,066,648号、同第5,843,906号、同第6,251,944号、同第5,952,381号、同第5,852,210号、同第5,811,441号、同第6,114,328号、同第5,849,736号、同第5,446,056号、同第5,756,441号、同第6,028,087号、同第6,037,343号、同第5,795,893号、同第5,726,192号、同第5,741,804号、同第5,470,849号、同第6,319,937号、同第6,172,256号、同第5,773,644号、同第6,028,223号、同第6,232,308号、同第6,322,770号、同第5,760,028号各明細書に開示されている。
米国特許第6,159,964号明細書は、RGDペプチド模倣物を調製するのに使用し得るRGDペプチド模倣物コアー構造（フィブリノーゲン鋳型と称される）を開示するその明細書の表１中に文献の広範なリストを含む。好ましいビトロネクチンRGDペプチド模倣物及びフィブロネクチンRGDペプチド模倣物が米国特許第6,335,330号、同第5,977,101号、同第6,088,213号、同第6,069,158号、同第6,191,304号、同第6,239,138号、同第6,159,964号、同第6,117,910号、同第6,117,866号、同第6,008,214号、同第6,127,359号、同第5,939,412号、同第5,693,636号、同第6,403,578号、同第6,387,895号、同第6,268,378号、同第6,218,387号、同第6,207,663号、同第6,011,045号、同第5,990,145号、同第6,399,620号、同第6,322,770号、同第6,017,925号、同第5,981,546号、同第5,952,341号、同第6,413,955号、同第6,340,679号、同第6,313,119号、同第6,268,378号、同第6,211,184号、同第6,066,648号、同第5,843,906号、同第6,251,944号、同第5,952,381号、同第5,852,210号、同第5,811,441号、同第6,114,328号、同第5,849,736号、同第5,446,056号、同第5,756,441号、同第6,028,087号、同第6,037,343号、同第5,795,893号、同第5,726,192号、同第5,741,804号、同第5,470,849号、同第6,319,937号、同第6,172,256号、同第5,773,644号、同第6,028,223号、同第6,232,308号、同第6,322,770号、同第5,760,028号各明細書に開示されている。
例示のRGDペプチド模倣物インテグリンターゲッティング薬剤が以下に化合物１、２、及び３として示され、本発明のインテグリンターゲッティング化合物を調製するのに使用し得る。三つの化合物において、リンカーが示されるように７員環の窒素に結合される。その他のRGDペプチド模倣物インテグリンターゲッティング薬剤として、化合物31が挙げられ、式中、Ｐ及びＬは炭素又は窒素である。リンカーはR1又はR2であってもよく、一方、R3基は-NH基の如き塩基性基を含む。或る実施態様において、R3基は構造１、２、又は３中で示されたとおりである。或る実施態様において、R3基は複素環基、例えば、ベンゾイミダゾール基、イミダゾール基、ピリジン基等を含む。幾つかのこのような実施態様において、R3基はアルコキシ基、例えば、プロポキシ基等であり、これはアルキルアミン基、例えば、メチルアミノ基等で置換されている複素環基で置換されており、一方、その他の実施態様において、R3基は複素環アミノ基、例えば、ピリジニルアミノ基等、例えば、2-ピリジニルアミノ基で置換された、アルコキシ基、例えば、プロポキシ基等である。その他の実施態様において、R3は式-C(=O)Rb（式中、Rbは-N(アルキル)-アルキル-複素環基、例えば、-N(Me)-CH2-ベンゾイミダゾール基等から選ばれる）の基である。
その他の例示のインテグリンペプチド模倣物ターゲッティング薬剤及びペプチドターゲッティング薬剤が図１に示される。そのリンカーはR1、R2、R3のいずれかであってもよく、一方、R4はリンカー又は加水分解可能な基、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、オキソアルキル基、オキソアルケニル基、オキソアルキニル基、アミノアルキル基、アミノアルケニル基、アミノアルキニル基、スルホアルキル基、スルホアルケニル基、又はスルホアルキニル基、ホスホアルキル基、ホスホアルケニル基、ホスホアルキニル基等であってもよい。当業者はその他のインテグリンアゴニスト及びアンタゴニスト模倣物が又本発明のターゲッティング化合物中に使用し得ることを容易に理解するであろう。
本発明のターゲッティング化合物は一つより多いターゲッティング成分を含み得る。このような実施態様において、ターゲッティング成分の一つは先に開示されたようにインテグリンを標的とする。第二のターゲッティング成分は別の実体を標的とし得る。例示のこのような実体はケモキン受容体、例えば、CCR5、インターロイキン受容体又はサイトカイン受容体、ビタミン受容体、例えば、葉酸塩受容体、癌マーカー、例えば、前立腺特異性抗原、癌胎児抗原、HER-2、ウイルスマーカー、例えば、HIV gp41、又はペプチドホルモン受容体である。線状又は分岐リンカーが二重薬剤ターゲッティング化合物を調製するのに使用し得る。例示の分岐リンカー設計が図3-5に示される。
例示のこのような二重ターゲッティング化合物（化合物32）が以下に示され、この場合、その化合物はインテグリン及び葉酸塩受容体の両方を標的とする。単一線状リンカーを使用し、インテグリン及びアビジンを標的とする別の二重ターゲッティング化合物が図14に示される（化合物30）。化合物30（これはその他の例よりも短いリンカーを有する）は、幾つかの用途を有する。例えば、化合物30は検出できるように標識されたアビジン又はストレプトアビジンと連係して使用されて細胞をT1と反応性のインテグリン標的の発現について試験し得る。別の実施態様において、化合物30は好適な治療薬又はイメージング剤で標識されたアビジン又はストレプトアビジンと一緒にin vivo投与し得る。
本発明のターゲッティング化合物は一つより多いターゲッティング成分を含み得る。このような実施態様において、ターゲッティング成分の一つは先に開示されたようにインテグリンを標的とする。第二のターゲッティング成分は別の実体を標的とし得る。例示のこのような実体はケモキン受容体、例えば、CCR5、インターロイキン受容体又はサイトカイン受容体、ビタミン受容体、例えば、葉酸塩受容体、癌マーカー、例えば、前立腺特異性抗原、癌胎児抗原、HER-2、ウイルスマーカー、例えば、HIV gp41、又はペプチドホルモン受容体である。線状又は分岐リンカーが二重薬剤ターゲッティング化合物を調製するのに使用し得る。例示の分岐リンカー設計が図3-5に示される。
例示のこのような二重ターゲッティング化合物（化合物32）が以下に示され、この場合、その化合物はインテグリン及び葉酸塩受容体の両方を標的とする。単一線状リンカーを使用し、インテグリン及びアビジンを標的とする別の二重ターゲッティング化合物が図14に示される（化合物30）。化合物30（これはその他の例よりも短いリンカーを有する）は、幾つかの用途を有する。例えば、化合物30は検出できるように標識されたアビジン又はストレプトアビジンと連係して使用されて細胞をT1と反応性のインテグリン標的の発現について試験し得る。別の実施態様において、化合物30は好適な治療薬又はイメージング剤で標識されたアビジン又はストレプトアビジンと一緒にin vivo投与し得る。
本明細書に記載されるように、ターゲッティング成分はそれが一つ以上の生物学的活性を有し得る点で機能性成分に結合され、夫々の活性が細胞器官又は生物の機能に検出可能な生物学的影響として特徴づけられる。しかしながら、ターゲッティング成分は生物学的活性を有しない純粋な結合化合物であってもよい。ターゲッティング化合物が機能性活性を有する場合、その化合物はターゲッティング成分とは異なる機能性成分を含むであろう。
ターゲッティング化合物の機能性成分はインテグリンと関連する細胞又は組織に対して所望の生物学的活性を有するあらゆる構造であってもよい。或る実施態様において、機能性成分は会合された金属イオン、例えば、放射性金属イオンを含み、又は含まない金属キレート構造ではない。或る実施態様において、機能性成分は脂質ではない。機能性成分は当業界で公知の幾つかの生物学的活性構造のいずれをも含んでもよい。ターゲッティング化合物の機能性成分として好適な生物学的薬剤として、小分子薬物（約5,000ダルトン以下の医薬有機化合物）、有機分子、タンパク質、ペプチド、ペプチド模倣物、糖タンパク質、プロテオグリカン、脂質、リン脂質、リポ多糖、糖脂質、核酸、プロテオグリカン、炭水化物等が挙げられるが、これらに限定されない。或る実施態様において、生物学的薬剤機能性成分は抗腫瘍薬、抗菌薬、ホルモン、エフェクター等であってもよい。好適な機能性成分として、公知の治療薬化合物、例えば、抗腫瘍薬パクリタキセル、ダウノルビシン、ドキソルビシン、カルシノマイシン、4'-エピアドリアマイシン、4-デメトキシ-ダウノマイシン、11-デオキシダウノルビシン、13-デオキシダウノルビシン、アドリアマイシン-14-ベンゾエート、アドリアマイシン-14-オクタノエート、アドリアマイシン-14-ナフタレンアセテート、ビンブラスチン、ビンクリスチン、マイトマイシンＣ、N-メチルマイトマイシンＣ、ブレオマイシンA2、ジデアザテトラヒドロ葉酸、アミノプテリン、メトトレキセート、コルシシン及びシスプラチン等が挙げられる。好適な抗菌薬機能性成分として、ゲンタマイシンを含むアミノグリコシド、抗ウイルス化合物、例えば、リファムピシン、3'-アジド-3'-デオキシチミジン(AZT)及びアサイクロバー、抗真菌薬、例えば、フルコナゾールを含むアゾール、プライアーマルコライド、例えば、アンホテリシンＢ、及びカンジシジン、抗寄生虫化合物、例えば、アンチモニアル等が挙げられる。好適なホルモン機能性成分として、トキシン、例えば、ジフテリアトキシン、サイトカイン、例えば、CSF、GSF、GMCSF、TNF、エリスロポイエチン、イムノモジュレーター又はサイトカイン、例えば、インターフェロン又はインターロイキン、ニューロペプチド、生殖ホルモン、例えば、HGH、FSH、又はLH、甲状腺ホルモン、神経伝達物質、例えば、アセチルコリン、ホルモン受容体、例えば、エストロゲン受容体が挙げられる。又、好適な機能性成分として、非ステロイド抗炎症薬、例えば、インドメタシン、サリチル酸アセテート、イブプロフェン、スリンダック、ピロキシカム、及びナプロキセン、並びに麻酔薬又は鎮痛剤が挙げられる。或る実施態様において、機能性成分は放射性同位元素ではない。
ターゲッティング化合物の機能性成分はインテグリンと関連する細胞又は組織に対して所望の生物学的活性を有するあらゆる構造であってもよい。或る実施態様において、機能性成分は会合された金属イオン、例えば、放射性金属イオンを含み、又は含まない金属キレート構造ではない。或る実施態様において、機能性成分は脂質ではない。機能性成分は当業界で公知の幾つかの生物学的活性構造のいずれをも含んでもよい。ターゲッティング化合物の機能性成分として好適な生物学的薬剤として、小分子薬物（約5,000ダルトン以下の医薬有機化合物）、有機分子、タンパク質、ペプチド、ペプチド模倣物、糖タンパク質、プロテオグリカン、脂質、リン脂質、リポ多糖、糖脂質、核酸、プロテオグリカン、炭水化物等が挙げられるが、これらに限定されない。或る実施態様において、生物学的薬剤機能性成分は抗腫瘍薬、抗菌薬、ホルモン、エフェクター等であってもよい。好適な機能性成分として、公知の治療薬化合物、例えば、抗腫瘍薬パクリタキセル、ダウノルビシン、ドキソルビシン、カルシノマイシン、4'-エピアドリアマイシン、4-デメトキシ-ダウノマイシン、11-デオキシダウノルビシン、13-デオキシダウノルビシン、アドリアマイシン-14-ベンゾエート、アドリアマイシン-14-オクタノエート、アドリアマイシン-14-ナフタレンアセテート、ビンブラスチン、ビンクリスチン、マイトマイシンＣ、N-メチルマイトマイシンＣ、ブレオマイシンA2、ジデアザテトラヒドロ葉酸、アミノプテリン、メトトレキセート、コルシシン及びシスプラチン等が挙げられる。好適な抗菌薬機能性成分として、ゲンタマイシンを含むアミノグリコシド、抗ウイルス化合物、例えば、リファムピシン、3'-アジド-3'-デオキシチミジン(AZT)及びアサイクロバー、抗真菌薬、例えば、フルコナゾールを含むアゾール、プライアーマルコライド、例えば、アンホテリシンＢ、及びカンジシジン、抗寄生虫化合物、例えば、アンチモニアル等が挙げられる。好適なホルモン機能性成分として、トキシン、例えば、ジフテリアトキシン、サイトカイン、例えば、CSF、GSF、GMCSF、TNF、エリスロポイエチン、イムノモジュレーター又はサイトカイン、例えば、インターフェロン又はインターロイキン、ニューロペプチド、生殖ホルモン、例えば、HGH、FSH、又はLH、甲状腺ホルモン、神経伝達物質、例えば、アセチルコリン、ホルモン受容体、例えば、エストロゲン受容体が挙げられる。又、好適な機能性成分として、非ステロイド抗炎症薬、例えば、インドメタシン、サリチル酸アセテート、イブプロフェン、スリンダック、ピロキシカム、及びナプロキセン、並びに麻酔薬又は鎮痛剤が挙げられる。或る実施態様において、機能性成分は放射性同位元素ではない。
機能性成分は天然産又は合成であってもよく、それらの自然状態で生物学的に活性であってもよく、この場合、それらは、例えば、標的細胞の表面で作用でき、又は標的細胞に輸送されて細胞内で作用し得る。
又、機能性成分は“抗体”であってもよく、これは本明細書に使用されるように免疫グロブリンを含み、これらはＢ細胞の産物及びその変異体だけでなく、Ｔ細胞の産物であるＴ細胞受容体(TcR)及びその変異体である。免疫グロブリンは免疫グロブリンカッパー及びラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、エプシロン及びミュー定常部遺伝子だけでなく、ミリアド免疫グロブリン可変領域遺伝子により実質的にコードされた一種以上のポリペプチドを含むタンパク質である。Ｌ鎖はカッパー又はラムダと分類される。Ｈ鎖はガンマ、ミュー、アルファ、デルタ、又はエプシロンと分類され、これらは順に免疫グロブリンクラス、IgG、IgM、IgA、IgD及びIgEを夫々形成する。又、Ｈ鎖のサブクラスが知られている。例えば、ヒトのIgG H鎖はIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4サブクラスのいずれかであってもよい。
典型的な免疫グロブリン構造単位は４量体を含むことが知られている。夫々の４量体はポリペプチド鎖の二つの同じ対を含み、夫々の対が一つの“Ｌ鎖”（約25kD）及び一つの“Ｈ鎖”（約50-70kD）を有する。夫々の鎖のＮ末端が抗原認識を主として担う約100-110又はそれ以上のアミノ酸の可変領域を形成する。可変Ｌ鎖(VL)及び可変Ｈ鎖(VH)という用語はこれらのＬ鎖及びＨ鎖を夫々表す。
又、機能性成分は“抗体”であってもよく、これは本明細書に使用されるように免疫グロブリンを含み、これらはＢ細胞の産物及びその変異体だけでなく、Ｔ細胞の産物であるＴ細胞受容体(TcR)及びその変異体である。免疫グロブリンは免疫グロブリンカッパー及びラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、エプシロン及びミュー定常部遺伝子だけでなく、ミリアド免疫グロブリン可変領域遺伝子により実質的にコードされた一種以上のポリペプチドを含むタンパク質である。Ｌ鎖はカッパー又はラムダと分類される。Ｈ鎖はガンマ、ミュー、アルファ、デルタ、又はエプシロンと分類され、これらは順に免疫グロブリンクラス、IgG、IgM、IgA、IgD及びIgEを夫々形成する。又、Ｈ鎖のサブクラスが知られている。例えば、ヒトのIgG H鎖はIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4サブクラスのいずれかであってもよい。
典型的な免疫グロブリン構造単位は４量体を含むことが知られている。夫々の４量体はポリペプチド鎖の二つの同じ対を含み、夫々の対が一つの“Ｌ鎖”（約25kD）及び一つの“Ｈ鎖”（約50-70kD）を有する。夫々の鎖のＮ末端が抗原認識を主として担う約100-110又はそれ以上のアミノ酸の可変領域を形成する。可変Ｌ鎖(VL)及び可変Ｈ鎖(VH)という用語はこれらのＬ鎖及びＨ鎖を夫々表す。
抗体は完全長の無傷抗体又は種々のペプチダーゼもしくは薬品による消化により生成された幾つかの良く特性決定されたフラグメントとして存在する。こうして、例えば、ペプシンは抗体をヒンジ領域中のジスルフィド結合の下で消化してFab（これ自体はジスルフィド結合によりVH-CH1に結合されたＬ鎖である）の２量体であるF(ab')2を生成する。F(ab')2は温和な条件下で還元されてヒンジ領域中のジスルフィド結合を分解し、それによりF(ab')2２量体をFab'単量体に変換し得る。Fab'単量体は実質的にヒンジ領域の部分を有するFabフラグメントである（その他の抗体フラグメントの更に詳しい記載について、Fundamental Immunology, W.E. Paul編集, Raven Press, N.Y. (1993)を参照のこと）。種々の抗体フラグメントが無傷の抗体の消化に関して特定されるが、当業者は種々の抗体フラグメントのいずれもが化学的に、又は組換えDNA方法を利用することによりde novo合成し得ることを認めるであろう。こうして又、本明細書に使用される抗体という用語は全抗体の修飾により生成され、もしくはde novo合成された抗体フラグメント又は組換えDNA方法を使用することにより得られた抗体及びフラグメントを含む。
Ｔ細胞受容体(TcR)はα鎖もしくはβ鎖、又は、Ｔ細胞のごく少数で、γ鎖もしくはδ鎖を含むジスルフィド結合ヘテロダイマーである。その二つの鎖は一般に抗体ヒンジ領域に似ているアミノ酸の短い延長ストレッチ中のＴ細胞原形質膜の丁度外部でジスルフィド結合される。夫々のTcR鎖は一つの抗体のような可変ドメイン（Vα又はVβ）及び一つの定常ドメイン（Cα又はCβ）を含む。完全TcRはサイズが35kDaから47kDaまで変化する個々の鎖を有する約95kDaの分子質量を有する。又、TCRの意味内に、当業界で公知の方法を使用して可溶性タンパク質として生成し得るこの受容体の可変領域の如き受容体の部分が含まれる。例えば、米国特許第6,080,840号はTcRの細胞外ドメインをThy-1のグリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)膜アンカーにスプライシングすることにより調製された可溶性Ｔ細胞受容体(TcR)を記載している。その分子は細胞表面でCD3の不在下で発現され、ホスファチジルイノシトール特異性ホスホリパーゼＣ(PI-PLC)による処理により膜から開裂し得る。又、可溶性TcRは実質的に米国特許第5,216,132号に記載されたようにTcR可変ドメインを抗体Ｈ鎖CH2もしくはCH3ドメインにカップリングすることにより、又はSchustaら, Nature Biotech. 18, 754-759 (2000)もしくはHollerら, Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 97:5387-5392 (2000)により記載されたように可溶性TcR単一鎖として調製し得る。可溶性産物としてのTcR“抗体”が本発明の化合物をつくるのに抗体に代えて使用し得る。TcRの結合部位は抗体について先に説明されたのと同じ方法を使用してCDR領域及びその他のフレームワーク残基に関して同定し得る。
Ｔ細胞受容体(TcR)はα鎖もしくはβ鎖、又は、Ｔ細胞のごく少数で、γ鎖もしくはδ鎖を含むジスルフィド結合ヘテロダイマーである。その二つの鎖は一般に抗体ヒンジ領域に似ているアミノ酸の短い延長ストレッチ中のＴ細胞原形質膜の丁度外部でジスルフィド結合される。夫々のTcR鎖は一つの抗体のような可変ドメイン（Vα又はVβ）及び一つの定常ドメイン（Cα又はCβ）を含む。完全TcRはサイズが35kDaから47kDaまで変化する個々の鎖を有する約95kDaの分子質量を有する。又、TCRの意味内に、当業界で公知の方法を使用して可溶性タンパク質として生成し得るこの受容体の可変領域の如き受容体の部分が含まれる。例えば、米国特許第6,080,840号はTcRの細胞外ドメインをThy-1のグリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)膜アンカーにスプライシングすることにより調製された可溶性Ｔ細胞受容体(TcR)を記載している。その分子は細胞表面でCD3の不在下で発現され、ホスファチジルイノシトール特異性ホスホリパーゼＣ(PI-PLC)による処理により膜から開裂し得る。又、可溶性TcRは実質的に米国特許第5,216,132号に記載されたようにTcR可変ドメインを抗体Ｈ鎖CH2もしくはCH3ドメインにカップリングすることにより、又はSchustaら, Nature Biotech. 18, 754-759 (2000)もしくはHollerら, Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 97:5387-5392 (2000)により記載されたように可溶性TcR単一鎖として調製し得る。可溶性産物としてのTcR“抗体”が本発明の化合物をつくるのに抗体に代えて使用し得る。TcRの結合部位は抗体について先に説明されたのと同じ方法を使用してCDR領域及びその他のフレームワーク残基に関して同定し得る。
組換え抗体は通常の完全長抗体、タンパク質分解消化から知られている抗体フラグメント、特異な抗体フラグメント、例えば、Fvもしくは単一鎖Fv(scFv)、ドメイン欠失抗体等であってもよい。フラグメントは一つ又は二三のように少ないアミノ酸が欠失又は突然変異されたドメイン又はポリペプチドを含んでもよく、一方、一つ以上のドメインの欠失の如き更に広範な欠失が可能である。
Fv抗体はサイズが約50Kdであり、Ｌ鎖及びＨ鎖の可変領域を含む。単一鎖Fv（“scFv”）ポリペプチドは直接結合され、又はペプチドをコードするリンカーにより結合されたVH及びVLをコードする配列を含む核酸から発現し得る共有結合されたVH::VLヘテロダイマーである。Hustonら(1988) Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 85:5879-5883を参照のこと。抗体Ｖ領域から自然に凝集されたが、化学的に分離されたポリペプチドＬ鎖及びＨ鎖をscFv分子（これは抗原結合部位の構造に実質的に類似する三次元構造に折り畳むであろう）に変換するための幾つかの構造について、例えば、米国特許第5,091,513号、同第5,132,405号及び同第4,956,778号各明細書を参照のこと。
抗体である例示の機能性成分はターゲッティング成分の標的を認識し、それに結合するものである。標的がインテグリンである場合、例示かつ好ましいこのような抗体はLM609及びビタキシンとして知られているそのヒト化形態である（例えば、刊行物WO 89/05155及びWO 01/30393を参照のこと）。
Fv抗体はサイズが約50Kdであり、Ｌ鎖及びＨ鎖の可変領域を含む。単一鎖Fv（“scFv”）ポリペプチドは直接結合され、又はペプチドをコードするリンカーにより結合されたVH及びVLをコードする配列を含む核酸から発現し得る共有結合されたVH::VLヘテロダイマーである。Hustonら(1988) Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 85:5879-5883を参照のこと。抗体Ｖ領域から自然に凝集されたが、化学的に分離されたポリペプチドＬ鎖及びＨ鎖をscFv分子（これは抗原結合部位の構造に実質的に類似する三次元構造に折り畳むであろう）に変換するための幾つかの構造について、例えば、米国特許第5,091,513号、同第5,132,405号及び同第4,956,778号各明細書を参照のこと。
抗体である例示の機能性成分はターゲッティング成分の標的を認識し、それに結合するものである。標的がインテグリンである場合、例示かつ好ましいこのような抗体はLM609及びビタキシンとして知られているそのヒト化形態である（例えば、刊行物WO 89/05155及びWO 01/30393を参照のこと）。
本発明のターゲッティング化合物に組み込まれる抗体の別のクラスは結合部位に反応性アミノ酸側鎖を有する抗体である。結合部位は抗原結合に関与する抗体分子の部分を表す。抗原結合部位はＨ鎖及びＬ鎖のＮ末端可変（“V”）領域のアミノ酸残基により形成される。抗体可変領域は“フレームワーク領域”(FR)として知られている多くの保存された隣接ストレッチ間に介在される“超可変領域”又は“相補性決定領域”(CDR)と称される三つの高度に分岐したストレッチを含む。抗体分子中で、Ｌ鎖の三つの超可変領域（LCDR1、LCDR2、及びLCDR3）及びＨ鎖の三つの超可変領域（HCDR1、HCDR2及びHCDR3）が三次元スペース中で互いに配置されて抗原結合表面又はポケットを形成する。それ故、抗体結合部位は抗体のCDRを構成するアミノ酸及び結合部位ポケットを構成するあらゆるフレームワーク残基に相当する。
結合部位を構成する特別な抗体中のアミノ酸残基の同一性は当業界で公知の方法を使用して測定し得る。例えば、抗体CDRはKabatらにより最初に特定された超可変領域として同定し得る（“免疫学上重要なタンパク質の配列”, E. Kabatら, U.S. Department of Health and Human Services; Johnson, G.及びWu, TT (2001) Kabat Database and its applications: future directions. Nucleic Acids Research, 29: 205-206; http://immuno. bme.nwa.eduを参照のこと）。又、CDRの位置はChothiaらにより最初に記載された構造ループ構造として同定し得る（Chothia及びLesk, J. Mol. Biol. 196, 901 (1987), Chothiaら, Nature 342, 877 (1989)、及びTramontanoら, J. Mol. Biol. 215, 175 (1990)を参照のこと）。その他の方法として、KabatとChothiaの折衷であり、Oxford MolecularのAbM抗体モデリングソフトウェア（現在のAccelrys）を使用して誘導される“AbM特定”又はMacallumらによるCDRの“コンタクト特定”（“抗体-抗原相互作用：コンタクト分析及び結合部位トポグラフィー”, J Mol Biol. 1996 Oct 11;262(5):732-45）が挙げられる。下記のチャートが種々の既知の特定に基づいてCDRを同定する。
結合部位を構成する特別な抗体中のアミノ酸残基の同一性は当業界で公知の方法を使用して測定し得る。例えば、抗体CDRはKabatらにより最初に特定された超可変領域として同定し得る（“免疫学上重要なタンパク質の配列”, E. Kabatら, U.S. Department of Health and Human Services; Johnson, G.及びWu, TT (2001) Kabat Database and its applications: future directions. Nucleic Acids Research, 29: 205-206; http://immuno. bme.nwa.eduを参照のこと）。又、CDRの位置はChothiaらにより最初に記載された構造ループ構造として同定し得る（Chothia及びLesk, J. Mol. Biol. 196, 901 (1987), Chothiaら, Nature 342, 877 (1989)、及びTramontanoら, J. Mol. Biol. 215, 175 (1990)を参照のこと）。その他の方法として、KabatとChothiaの折衷であり、Oxford MolecularのAbM抗体モデリングソフトウェア（現在のAccelrys）を使用して誘導される“AbM特定”又はMacallumらによるCDRの“コンタクト特定”（“抗体-抗原相互作用：コンタクト分析及び結合部位トポグラフィー”, J Mol Biol. 1996 Oct 11;262(5):732-45）が挙げられる。下記のチャートが種々の既知の特定に基づいてCDRを同定する。
ループ Kabat AbM Chothia コンタクト
----- ------- -------- ------- ----------
L1 L24--L34 L24--L34 L24--L34 L30--L36
L2 L50--L56 L50--L56 L50--L56 L46--L55
L3 L89--L97 L89--L97 L89--L97 L89--L96
H1 H31--H35B H26--H35B H26--H32..34 H30--H35B
(Kabatナンバリング)
H1 H31--H35 H26--H35 H26--H32 H30--H35
(Chothiaナンバリング)
H2 H50--H65 H50--H58 H52--H56 H47--H58
H3 H95--H102 H95--H102 H95--H102 H93--H101
----- ------- -------- ------- ----------
L1 L24--L34 L24--L34 L24--L34 L30--L36
L2 L50--L56 L50--L56 L50--L56 L46--L55
L3 L89--L97 L89--L97 L89--L97 L89--L96
H1 H31--H35B H26--H35B H26--H32..34 H30--H35B
(Kabatナンバリング)
H1 H31--H35 H26--H35 H26--H32 H30--H35
(Chothiaナンバリング)
H2 H50--H65 H50--H58 H52--H56 H47--H58
H3 H95--H102 H95--H102 H95--H102 H93--H101
配列単独から抗体中のCDRを同定し得る一般ガイドラインは以下のとおりである。
LCDR1：
開始-およその残基24
前の残基は常にCysである。
後の残基は常にTrpである。典型的には、TRPに続いてTYR-GLNがあるが、又、その後にLEU-GLN、PHE-GLN、又はTYR-LEUがあってもよい。
長さは10〜17残基である。
LCDR2：
開始-L1の末端後の16残基
前の配列は一般にILE-TYRであるが、又、VAL-TYR、ILE-LYS、又はILE-PHEであってもよい。
長さは一般に７残基である。
LCDR3：
開始-一般にL2の末端後の33残基
前の残基はCysである。
後の配列はPHE-GLY-X-GLYである。
長さは７〜11残基である。
LCDR1：
開始-およその残基24
前の残基は常にCysである。
後の残基は常にTrpである。典型的には、TRPに続いてTYR-GLNがあるが、又、その後にLEU-GLN、PHE-GLN、又はTYR-LEUがあってもよい。
長さは10〜17残基である。
LCDR2：
開始-L1の末端後の16残基
前の配列は一般にILE-TYRであるが、又、VAL-TYR、ILE-LYS、又はILE-PHEであってもよい。
長さは一般に７残基である。
LCDR3：
開始-一般にL2の末端後の33残基
前の残基はCysである。
後の配列はPHE-GLY-X-GLYである。
長さは７〜11残基である。
HCDR1：
開始-およその残基26の位置（CYS後の４残基）〔Chothia/AbM特定〕Kabat特定は５残基後に開始する。
前の配列はCYS-X-X-Xである。
後の残基はTRP、典型的には続いてVALであるが、又、続いてILE、又はALAである。
長さはAbM特定のもとでは10〜12残基であり、一方、Chothia特定は最後の４残基を排除する。
HCDR2：
開始-CDR-H1のKabat/AbM特定の末端後の15残基
前の配列は典型的にはLEU-GLU-TRP-ILE-GLY（配列番号１）であるが、幾つかの変化が可能である。
後の配列はLYS/ARG-LEU/ILE/VAL/PHE/THR/ALA-THR/SER/ILE/ALAである。
長さはKabat特定のもとでは16〜19残基である（AbM特定は７残基先に終了する）。
HCRD3：
開始-CDR-H2の末端後の33残基（CYS後の２残基）
前の配列はCYS-X-X（典型的にはCYS-ALA-ARG）である。
後の配列はTRP-GLY-X-GLYである。
長さは３〜25残基である。
開始-およその残基26の位置（CYS後の４残基）〔Chothia/AbM特定〕Kabat特定は５残基後に開始する。
前の配列はCYS-X-X-Xである。
後の残基はTRP、典型的には続いてVALであるが、又、続いてILE、又はALAである。
長さはAbM特定のもとでは10〜12残基であり、一方、Chothia特定は最後の４残基を排除する。
HCDR2：
開始-CDR-H1のKabat/AbM特定の末端後の15残基
前の配列は典型的にはLEU-GLU-TRP-ILE-GLY（配列番号１）であるが、幾つかの変化が可能である。
後の配列はLYS/ARG-LEU/ILE/VAL/PHE/THR/ALA-THR/SER/ILE/ALAである。
長さはKabat特定のもとでは16〜19残基である（AbM特定は７残基先に終了する）。
HCRD3：
開始-CDR-H2の末端後の33残基（CYS後の２残基）
前の配列はCYS-X-X（典型的にはCYS-ALA-ARG）である。
後の配列はTRP-GLY-X-GLYである。
長さは３〜25残基である。
CDRの外部にあるが、それにもかかわらず結合部位のライニングの部分である側鎖を有することにより結合部位の部分を構成する特別な抗体中のアミノ酸残基の同一性は、当業界で公知である方法、例えば、分子モデリング及びＸ線結晶学を使用して測定し得る。例えば、Riechmannら, (1988) Nature, 332:323-327を参照のこと。アルドラーゼ抗体マウスmAb 38C2（これはHCDR3の付近であるが、その外部に反応性リシンを有する）が、このような抗体の例である。
抗体結合部位の反応性残基は、残基が抗体をつくると最初に同定されたリンパ系細胞中に存在する核酸によりコードされる場合のように抗体と自然に会合し得る。又、アミノ酸残基は特別な残基をコードするように故意に突然変異することにより生じ得る（例えば、MearesらのWO 01/22922を参照のこと）。別のアプローチにおいて、アミノ酸残基又はその反応性要素（例えば、求核性アミノ基又はスルフヒドリル基）は抗体結合部位のアミノ酸残基に結合し得る。こうして、本明細書に使用される“抗体の結合部位のアミノ酸残基により”生じる抗体との共有結合はその結合が抗体結合部位のアミノ酸残基に直接つくられてもよく、又は抗体結合部位のアミノ酸残基の側鎖に結合される化学部分を介して間接的につくられてもよいことを意味する。
タンパク質である機能性部分はそのタンパク質中の反応性側鎖を介してターゲッティング成分に結合し得る。反応性側鎖は存在してもよく、又は突然変異により生じてもよい。リシン中の反応性側鎖（エプシロンアミノ基）はケトン、ジケトン、ベータラクタム、活性エステルハロケトン、ラクトン、酸無水物、マレイミド、エポキシド、アルデヒドアミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド等を含むリンカーに共有結合し得る。このような反応性リシン側鎖はアルドラーゼ抗体、例えば、マウスモノクローナル抗体mAb 38C2及びその他の同様の触媒抗体であるだけでなく、このような抗体の好適にヒト化されたバージョン及びキメラバージョンの結合部位に存在する。マウスmAb 38C2は反応性免疫化により生成され、天然アルドラーゼ酵素をメカニズム上模擬する触媒抗体の新しいクラスのプロトタイプである（Barbasら, 1997, Science 278, 2085-2092）。反応性リシンにより、これらの抗体は天然アルドラーゼのエナミンメカニズムを使用してアルドール反応及びレトロ-アルドール反応を触媒作用する（Wagnerら, 1995, Science 270, 1797-1800; Barbasら, 1997, Science 278, 2085-2092; Zhongら, 1999, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 3738-3741; Karlstromら, 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 973878-3883）。合成有機化学におけるそれらの融通性及び効力（例えば、Hoffmannら, 1998, J. Am. Chem. Soc. 120, 2768-2779; Sinhaら, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 14603-14608）に加えて、アルドラーゼ抗体は抗癌戦略としてカンプトテシン、ドキソルビシン、及びエトポシドプロドラッグをin vitro及びin vivoで活性化するのに使用されていた（Shabatら, 1999, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930及び2001, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533）。
抗体結合部位の反応性残基は、残基が抗体をつくると最初に同定されたリンパ系細胞中に存在する核酸によりコードされる場合のように抗体と自然に会合し得る。又、アミノ酸残基は特別な残基をコードするように故意に突然変異することにより生じ得る（例えば、MearesらのWO 01/22922を参照のこと）。別のアプローチにおいて、アミノ酸残基又はその反応性要素（例えば、求核性アミノ基又はスルフヒドリル基）は抗体結合部位のアミノ酸残基に結合し得る。こうして、本明細書に使用される“抗体の結合部位のアミノ酸残基により”生じる抗体との共有結合はその結合が抗体結合部位のアミノ酸残基に直接つくられてもよく、又は抗体結合部位のアミノ酸残基の側鎖に結合される化学部分を介して間接的につくられてもよいことを意味する。
タンパク質である機能性部分はそのタンパク質中の反応性側鎖を介してターゲッティング成分に結合し得る。反応性側鎖は存在してもよく、又は突然変異により生じてもよい。リシン中の反応性側鎖（エプシロンアミノ基）はケトン、ジケトン、ベータラクタム、活性エステルハロケトン、ラクトン、酸無水物、マレイミド、エポキシド、アルデヒドアミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド等を含むリンカーに共有結合し得る。このような反応性リシン側鎖はアルドラーゼ抗体、例えば、マウスモノクローナル抗体mAb 38C2及びその他の同様の触媒抗体であるだけでなく、このような抗体の好適にヒト化されたバージョン及びキメラバージョンの結合部位に存在する。マウスmAb 38C2は反応性免疫化により生成され、天然アルドラーゼ酵素をメカニズム上模擬する触媒抗体の新しいクラスのプロトタイプである（Barbasら, 1997, Science 278, 2085-2092）。反応性リシンにより、これらの抗体は天然アルドラーゼのエナミンメカニズムを使用してアルドール反応及びレトロ-アルドール反応を触媒作用する（Wagnerら, 1995, Science 270, 1797-1800; Barbasら, 1997, Science 278, 2085-2092; Zhongら, 1999, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 3738-3741; Karlstromら, 2000, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 973878-3883）。合成有機化学におけるそれらの融通性及び効力（例えば、Hoffmannら, 1998, J. Am. Chem. Soc. 120, 2768-2779; Sinhaら, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 14603-14608）に加えて、アルドラーゼ抗体は抗癌戦略としてカンプトテシン、ドキソルビシン、及びエトポシドプロドラッグをin vitro及びin vivoで活性化するのに使用されていた（Shabatら, 1999, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930及び2001, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533）。
触媒抗体がこのような機能性成分抗体の好ましい源であり、アルドラーゼ抗体、ベータラクタマーゼ抗体、エステラーゼ抗体、アミダーゼ抗体等が挙げられる。一つのアプローチにおいて、ターゲッティング成分が一つ以上のC=O基を有するリンカーで誘導体化され、好ましくはアルドラーゼ抗体として形成される。好適なこのようなリンカーはケトン、ジケトン、ベータラクタム、スクシンアミドハロケトン、ラクトン、酸無水物、マレイミド、アルファ-ハロアセトアミド、シクロヘキシルジケトン基等を含んでもよい（上記を参照のこと）。このようなリンカー化合物の例が図2-5に示される。
別の例において、抗体の如き機能性成分の反応性アミノ酸は反応性システイン、セリン又はチロシン残基であってもよい。システインについて、得られる抗体はマレイミド含有成分又はその他のチオール反応性基、例えば、ヨードアセトアミド、アリールハライド、ジスルフヒドリル等と共有結合を形成し得る。反応性システインはJandaら, Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 91:2532-2536, (1994)により記載されたチオエステラーゼ触媒抗体中に見られる。その他のエステラーゼ抗体について、Wirschingら, Science 270:1775-82 (1995)を参照のこと。反応性アミノ酸含有機能性成分は反応性アミノ酸をコードするアミノ酸残基を突然変異すること又は反応性基を含むアミノ酸側鎖を化学的に誘導体化することを含む当業界で公知の手段により調製し得る。
別の例において、抗体の如き機能性成分の反応性アミノ酸は反応性システイン、セリン又はチロシン残基であってもよい。システインについて、得られる抗体はマレイミド含有成分又はその他のチオール反応性基、例えば、ヨードアセトアミド、アリールハライド、ジスルフヒドリル等と共有結合を形成し得る。反応性システインはJandaら, Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 91:2532-2536, (1994)により記載されたチオエステラーゼ触媒抗体中に見られる。その他のエステラーゼ抗体について、Wirschingら, Science 270:1775-82 (1995)を参照のこと。反応性アミノ酸含有機能性成分は反応性アミノ酸をコードするアミノ酸残基を突然変異すること又は反応性基を含むアミノ酸側鎖を化学的に誘導体化することを含む当業界で公知の手段により調製し得る。
ターゲッティング化合物の成分は共有結合されることが好ましく、リンカー又は分岐リンカーで結合されることが好ましい。抗体が機能性成分である或る実施態様において、ターゲッティング成分はリンカーを使用することにより抗体結合部位に共有結合し得る。適当なリンカーはターゲッティング成分がその標的分子に結合し得るためにターゲッティング成分と機能性成分の間に充分な距離を与えるように選ばれる。抗体の結合部位への結合が所望される場合、適当なリンカーはターゲッティング成分がその標的分子に結合し得るためにターゲッティング成分と抗体結合部位の間に充分な距離を与えるように選ばれる。この距離は、例えば、抗体結合部位の最も外の表面から結合部位の反応性側鎖までの距離、及びターゲッティング薬剤の性質を含む幾つかの因子に依存する。一般に、リンカーは長さが約５〜10Å（0.5〜1nm）であり、10Å（1.0nm）以上が更に好ましいが、アミノ酸側鎖が結合部位の最も外の部分に非常に近く、かつ／又はターゲッティング成分がリンカーの部分として機能し得るセグメントを含む場合には、長さ約３Å(0.3nm)の短いリンカーが充分であり得る。
又、リンカー長さは線状の原子の数（芳香族環等の如き環状部分は最短の経路をとることによりカウントされるべきである）に関して考慮されてもよい。この測定のもとでのリンカー長さは一般に約10〜200原子、更に典型的には約30以上の原子であるが、反応性アミノ酸側鎖が結合部位の最も外の部分に非常に近い場合には、２個以上の原子の短いリンカーが充分であり得る。一般に、少なくとも約９個の原子の線状ストレッチを有するリンカーが充分である。抗体結合部位への結合のための上記リンカー長さはインテグリンターゲッティング成分を非抗体機能性成分に結合するのに一般に適用し得る。
又、リンカー長さは線状の原子の数（芳香族環等の如き環状部分は最短の経路をとることによりカウントされるべきである）に関して考慮されてもよい。この測定のもとでのリンカー長さは一般に約10〜200原子、更に典型的には約30以上の原子であるが、反応性アミノ酸側鎖が結合部位の最も外の部分に非常に近い場合には、２個以上の原子の短いリンカーが充分であり得る。一般に、少なくとも約９個の原子の線状ストレッチを有するリンカーが充分である。抗体結合部位への結合のための上記リンカー長さはインテグリンターゲッティング成分を非抗体機能性成分に結合するのに一般に適用し得る。
その他のリンカーの考慮事項として、得られるターゲッティング化合物の物理的性質又は薬物速度論的性質、例えば、可溶性、親油性、親水性、疎水性、安定性（多少安定なだけでなく予定された分解）、硬性、可撓性、免疫原性、結合のモジュレーション、ターゲッティング薬剤との化学的適合性、ミセル又はリポソームに混入される能力等に関するリンカーの効果が挙げられる。RGDペプチド模倣物ターゲッティング成分の場合、リンカーは分子のコアーと塩基性又は酸性基の間のスペーサーに結合されてもよい。又、リンカーはコアーそれ自体に結合されてもよい。
或る実施態様において、リンカーは群Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Si、ハロゲン（Ｆ、Cl、Br、Ｉ）からのあらゆる原子又はこれらの塩を含む。又、リンカーはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、オキソアルキル基、オキソアルケニル基、オキソアルキニル基、アミノアルキル基、アミノアルケニル基、アミノアルキニル基、スルホアルキル基、スルホアルケニル基、又はスルホアルキニル基、ホスホアルキル基、ホスホアルケニル基、ホスホアルキニル基の如き基だけでなく、炭素環式又は複素環式、モノ又は縮合、飽和又は不飽和環構造を含んでもよい。上記基及び環の組み合わせが又本発明のターゲッティング化合物のリンカー中に存在してもよい。
本発明のターゲッティング化合物中の使用のための線状リンカーの実施態様の一般設計が図２に示される。そのリンカーはターゲッティング薬剤(T)から開始して連結鎖(X)、認識基(Y)及び反応性基(Z)であると同定された三つの機能性領域を含む。インテグリンターゲッティング薬剤-リンカー化合物SCS-873が同定されたリンカー部分Ｘ、Ｙ及びＺとともに図２に示される。或る実施態様において、認識基が必要とされなくてもよい。
リンカー反応性基Ｚとして、ジケトン、アシルベータ-ラクタム、活性エステル、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン基、アルデヒド又はマレイミドを形成するのに配置された一つ以上のC=O基が挙げられる。その他の基として、ラクトン、酸無水物、及びアルファ-ハロアセトアミド又はエポキシドが挙げられる。機能性成分又はインテグリンターゲッティング成分の反応性求核性基（例えば、リシン又はシステイン側鎖）に共有結合し得る例示のリンカー親電子反応性基として、アシルベータ-ラクタム、単純ジケトン、スクシンイミド活性エステル、マレイミド、リンカーを含むハロアセトアミド、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン、アルデヒド、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、スルホネート、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム等、マスクされたC=O基、例えば、イミン、ケタール、アセタール及びあらゆるその他の知られている親電子基が挙げられる。好ましいリンカー反応性基として、アシルベータ-ラクタム、単純ジケトン、スクシンイミド活性エステル、マレイミド、リンカーを有するハロアセトアミド、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン、又はアルデヒドを形成するのに配置された一つ以上のC=O基が挙げられる。
或る実施態様において、リンカーは群Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Si、ハロゲン（Ｆ、Cl、Br、Ｉ）からのあらゆる原子又はこれらの塩を含む。又、リンカーはアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、オキソアルキル基、オキソアルケニル基、オキソアルキニル基、アミノアルキル基、アミノアルケニル基、アミノアルキニル基、スルホアルキル基、スルホアルケニル基、又はスルホアルキニル基、ホスホアルキル基、ホスホアルケニル基、ホスホアルキニル基の如き基だけでなく、炭素環式又は複素環式、モノ又は縮合、飽和又は不飽和環構造を含んでもよい。上記基及び環の組み合わせが又本発明のターゲッティング化合物のリンカー中に存在してもよい。
本発明のターゲッティング化合物中の使用のための線状リンカーの実施態様の一般設計が図２に示される。そのリンカーはターゲッティング薬剤(T)から開始して連結鎖(X)、認識基(Y)及び反応性基(Z)であると同定された三つの機能性領域を含む。インテグリンターゲッティング薬剤-リンカー化合物SCS-873が同定されたリンカー部分Ｘ、Ｙ及びＺとともに図２に示される。或る実施態様において、認識基が必要とされなくてもよい。
リンカー反応性基Ｚとして、ジケトン、アシルベータ-ラクタム、活性エステル、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン基、アルデヒド又はマレイミドを形成するのに配置された一つ以上のC=O基が挙げられる。その他の基として、ラクトン、酸無水物、及びアルファ-ハロアセトアミド又はエポキシドが挙げられる。機能性成分又はインテグリンターゲッティング成分の反応性求核性基（例えば、リシン又はシステイン側鎖）に共有結合し得る例示のリンカー親電子反応性基として、アシルベータ-ラクタム、単純ジケトン、スクシンイミド活性エステル、マレイミド、リンカーを含むハロアセトアミド、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン、アルデヒド、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、スルホネート、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム等、マスクされたC=O基、例えば、イミン、ケタール、アセタール及びあらゆるその他の知られている親電子基が挙げられる。好ましいリンカー反応性基として、アシルベータ-ラクタム、単純ジケトン、スクシンイミド活性エステル、マレイミド、リンカーを有するハロアセトアミド、ハロケトン、シクロヘキシルジケトン、又はアルデヒドを形成するのに配置された一つ以上のC=O基が挙げられる。
機能性成分又はインテグリンターゲッティング成分の反応性リシン又はシステインと可逆性共有結合を形成するリンカージケトン反応性基が図６に示される。構造A-C中のR1及びR2並びにR3はＣ、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Si、ハロゲン（Ｆ、Cl、Br、Ｉ）又はこれらの塩であってもよい置換基を表す。又、これらの置換基として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、オキソアルキル基、オキソアルケニル基、オキソアルキニル基、アミノアルキル基、アミノアルケニル基、アミノアルキニル基、スルホアルキル基、スルホアルケニル基、又はスルホアルキニル基、ホスホアルキル基、ホスホアルケニル基、ホスホアルキニル基の如き基が挙げられる。R2及びR3は構造Ｂ及びＣに例示されたような環状であってもよく、一方、Ｘはヘテロ原子であってもよい。その他のジケトンリンカー反応性基が構造Ｂ及びＧとして図７に示される。又、図７はその他の好ましいリンカー反応性基の構造を含む。
或る実施態様において、リンカーは抗体の結合部位と不可逆性共有結合を形成する反応性基を含んでもよい。図６中の構造D-Gとして示された、例示のこのような反応性基は、ターゲッティング成分-リンカーを機能性成分中の反応性求核性基（例えば、リシン又はシステイン側鎖）に不可逆的に結合するのに有益である（その逆も又、真である）。不可逆性共有結合を形成するその他のジケトンリンカー反応性基が構造Ａ、Ｃ及びＤとして図７に示される。
或る実施態様において、リンカーは抗体の結合部位と不可逆性共有結合を形成する反応性基を含んでもよい。図６中の構造D-Gとして示された、例示のこのような反応性基は、ターゲッティング成分-リンカーを機能性成分中の反応性求核性基（例えば、リシン又はシステイン側鎖）に不可逆的に結合するのに有益である（その逆も又、真である）。不可逆性共有結合を形成するその他のジケトンリンカー反応性基が構造Ａ、Ｃ及びＤとして図７に示される。
リンカーは反応性基部分と図２に示されたようなリンカーの連結鎖部分の間に配置された認識基を必要により含んでもよい。いかなる理論にも束縛されたくないが、認識基（存在する場合）は反応性基を抗体結合部位の如き結合部位に適当に配置するように作用し、その結果、それが反応性アミノ酸側鎖と反応し得る。図８は５又は６原子の一つ以上のホモ又はヘテロ環構造を有する種々の例示の認識基を示す。又、一層大きい環構造が可能である。
一般リンカー設計（図２）の連結鎖Ｘ部分の種々の実施態様が図９に示される。示されるように、連結鎖は長さがかなり変化してもよく、直鎖構造及び分岐鎖構造の両方が可能である。
本発明のターゲッティング化合物中の使用及びターゲッティング薬剤-リンカー化合物又は機能性成分-リンカー化合物の調製に好ましいリンカーは1,3-ジケトン反応性基を含むリンカーであり、以下に示されるような構造33を有する。式中、ｎは1-100又はそれ以上であり、１、２、又は４であることが好ましく、３であることが更に好ましい。或る実施態様において、リンカーはポリエチレングリコールの如き反復ポリマーである。
一般リンカー設計（図２）の連結鎖Ｘ部分の種々の実施態様が図９に示される。示されるように、連結鎖は長さがかなり変化してもよく、直鎖構造及び分岐鎖構造の両方が可能である。
本発明のターゲッティング化合物中の使用及びターゲッティング薬剤-リンカー化合物又は機能性成分-リンカー化合物の調製に好ましいリンカーは1,3-ジケトン反応性基を含むリンカーであり、以下に示されるような構造33を有する。式中、ｎは1-100又はそれ以上であり、１、２、又は４であることが好ましく、３であることが更に好ましい。或る実施態様において、リンカーはポリエチレングリコールの如き反復ポリマーである。
リンカー反応性基又はターゲッティング成分に固有であってもよい同様のこのような反応性基は、特別な機能性成分との結合について選ばれる。例えば、アルドラーゼ抗体による修飾のための化学部分はケトン、ジケトン、ベータラクタム、活性エステルハロケトン、ラクトン、酸無水物、マレイミド、アルファ-ハロアセトアミド、シクロヘキシルジケトン、エポキシド、アルデヒド、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド等であってもよい。化合物SCS-873（以下を参照のこと）又はSCS-864（以下を参照のこと）に示されたジケトンの如き1,3-ジケトン配置が、アルドラーゼ抗体による修飾のための基質として特に好ましい。
機能性成分又はインテグリンターゲッティング成分の反応性スルフヒドリル基による共有結合修飾に適したリンカー反応性基化学部分はジスルフィド、アリールハライド、マレイミド、アルファ-ハロアセトアミド、イソシアネート、エポキシド、チオエステル、活性エステル、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド等であってもよい。当業者はタンパク質機能性成分中の反応性アミノ酸側鎖がターゲッティング成分又はそのリンカーの求核性基と反応する親電子基を有してもよいことを容易に認めるであろう。一方、その他の実施態様において、タンパク質官能基のアミノ酸側鎖中の反応性求核性基はターゲッティング成分又はリンカー中の親電子基と反応する。こうして、タンパク質成分側鎖は親電子体で置換されてもよく（例えば、図６及び図７）、この基はターゲッティング成分又はそのリンカーの求核体（例えば、NH2）と反応するのに使用し得る。この実施態様において、機能性成分及びターゲッティング成分の夫々が夫々の末端に適当な反応性部分を有する部分リンカーを有し、その結果、部分リンカーの二つの末端が完全リンカーを形成でき、こうして完全ターゲッティング化合物を生じる。
機能性成分又はインテグリンターゲッティング成分の反応性スルフヒドリル基による共有結合修飾に適したリンカー反応性基化学部分はジスルフィド、アリールハライド、マレイミド、アルファ-ハロアセトアミド、イソシアネート、エポキシド、チオエステル、活性エステル、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド等であってもよい。当業者はタンパク質機能性成分中の反応性アミノ酸側鎖がターゲッティング成分又はそのリンカーの求核性基と反応する親電子基を有してもよいことを容易に認めるであろう。一方、その他の実施態様において、タンパク質官能基のアミノ酸側鎖中の反応性求核性基はターゲッティング成分又はリンカー中の親電子基と反応する。こうして、タンパク質成分側鎖は親電子体で置換されてもよく（例えば、図６及び図７）、この基はターゲッティング成分又はそのリンカーの求核体（例えば、NH2）と反応するのに使用し得る。この実施態様において、機能性成分及びターゲッティング成分の夫々が夫々の末端に適当な反応性部分を有する部分リンカーを有し、その結果、部分リンカーの二つの末端が完全リンカーを形成でき、こうして完全ターゲッティング化合物を生じる。
インテグリンターゲッティング化合物は幾つかのアプローチにより調製されてもよい。一つのアプローチにおいて、ターゲッティング成分-リンカー化合物は機能性部分の反応を受け易い反応性部分との共有結合反応に設計された一つ以上の反応性基を含むリンカーで合成される。好ましい実施態様において、好適な反応性部分はアミノ酸の側鎖であってもよい。次いで成分-リンカー化合物及び機能性成分はリンカー反応性基が機能性成分と共有結合を形成する条件下で合わされる。化学部分に関して本明細書に使用される“反応を受け易い”はその化学部分が適合性反応性基と共有結合することを意味する。こうして、親電子基は求核性基との共有結合を受け易く、その逆も又真である。
別のアプローチにおいて、結合は機能性成分及びリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物を合成することにより得られ、そのリンカーはターゲッティング成分の反応を受け易い化学部分との共有結合反応に設計された一つ以上の反応性基を含む。ターゲッティング成分はリンカー反応性基との反応に適した反応性部分を与えるように修飾される必要があるかもしれない。機能性成分-リンカー及びターゲッティング成分はリンカー反応性基がターゲッティング成分に共有結合する条件下で合わされる。
本発明のターゲッティング化合物を生成するための更なるアプローチは二重リンカー設計を使用する。一実施態様において、ターゲッティング成分及び反応性基を有するリンカーを含むターゲッティング成分-リンカー化合物が合成される。機能性成分及びリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が又合成され、後者は第一工程の成分-リンカーの反応性基との反応を受け易い化学部分を有する。これらの二つのリンカーを含む化合物がその後にリンカーが共有結合する条件下で合わされて、ターゲッティング化合物を生成する。
更に別の実施態様において、機能性成分及び反応性基を有するリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が合成される。その成分及びリンカーを含むターゲッティング成分-リンカー化合物が又調製され、後者は第一工程の抗体-リンカーの反応性基との反応を受け易い化学部分を有する。これらの二つのリンカーを含む化合物はその後にリンカーが共有結合する条件下で合わされて、ターゲッティング化合物を生成する。
当業界で公知の多くの手段がリンカーをターゲッティング薬剤又は抗体結合部位に結合するのに使用し得る。結合に関係し得る例示の官能基として、例えば、エステル、アミド、エーテル、ホスフェート、アミノ、ケト、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド、チオカルバメート、チオアミド、チオエステル、スルフィド、ジスルフィド、ホスホルアミド、スルホンアミド、尿素、チオ尿素、カルバメート、カーボネート、キドロキサミド等が挙げられる。
別のアプローチにおいて、結合は機能性成分及びリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物を合成することにより得られ、そのリンカーはターゲッティング成分の反応を受け易い化学部分との共有結合反応に設計された一つ以上の反応性基を含む。ターゲッティング成分はリンカー反応性基との反応に適した反応性部分を与えるように修飾される必要があるかもしれない。機能性成分-リンカー及びターゲッティング成分はリンカー反応性基がターゲッティング成分に共有結合する条件下で合わされる。
本発明のターゲッティング化合物を生成するための更なるアプローチは二重リンカー設計を使用する。一実施態様において、ターゲッティング成分及び反応性基を有するリンカーを含むターゲッティング成分-リンカー化合物が合成される。機能性成分及びリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が又合成され、後者は第一工程の成分-リンカーの反応性基との反応を受け易い化学部分を有する。これらの二つのリンカーを含む化合物がその後にリンカーが共有結合する条件下で合わされて、ターゲッティング化合物を生成する。
更に別の実施態様において、機能性成分及び反応性基を有するリンカーを含む機能性成分-リンカー化合物が合成される。その成分及びリンカーを含むターゲッティング成分-リンカー化合物が又調製され、後者は第一工程の抗体-リンカーの反応性基との反応を受け易い化学部分を有する。これらの二つのリンカーを含む化合物はその後にリンカーが共有結合する条件下で合わされて、ターゲッティング化合物を生成する。
当業界で公知の多くの手段がリンカーをターゲッティング薬剤又は抗体結合部位に結合するのに使用し得る。結合に関係し得る例示の官能基として、例えば、エステル、アミド、エーテル、ホスフェート、アミノ、ケト、アミジン、グアニジン、イミン、エネアミン、ホスフェート、ホスホネート、エポキシド、アジリジン、チオエポキシド、マスク又は保護されたジケトン（例えば、ケタール）、ラクタム、ハロケトン、アルデヒド、チオカルバメート、チオアミド、チオエステル、スルフィド、ジスルフィド、ホスホルアミド、スルホンアミド、尿素、チオ尿素、カルバメート、カーボネート、キドロキサミド等が挙げられる。
機能性成分は或る条件下で不安定であるリンカー部分を使用してターゲッティング成分に結合し得る。不安定な結合は機能性成分とリンカーの間、ターゲッティング成分とリンカーの間、もしくはリンカー内、又はこれらの組み合わせであってもよい。例えば、リンカーは或るpHに暴露された場合に不安定であり得る。又、リンカーは特別な酵素、例えば、体液中に存在する酵素の基質であってもよい。こうして、不安定なリンカーの特別な設計は生物学的薬剤機能性成分が意図される標的に達した後にそれの放出を誘導するのに使用し得る。不安定リンカーは可逆性共有結合であってもよい。このようなリンカーは異なる細胞内区画、例えば、受容体媒介エンドサイトーシス中に見られるエンドソーム及びリソソームの酸環境を利用する酸不安定リンカー、例えば、シス-アコニチン酸リンカーであってもよい。Shenら, Biochem. Biophys. Res. Commun. (1981) 102:1048-1054; Yangら, J. Natl. Canc. Inst. (1988) 80:1154-1159を参照のこと。その他の実施態様において、ペプチドスペーサーアームがリンカーとして使用され、その結果、機能性成分がリソソームペプチダーゼの如きペプチダーゼの作用により放出し得る。例えば、Trouetら, Proc. Natl. Acad. Sci. (1982) 79:626-629を参照のこと。ターゲッティング部分がインテグリンアンタゴニストであり、かつ機能性成分がプロピロリノドキソルビシンである本発明の例示のターゲッティング化合物（化合物34）が以下に示され（R=ペプチド）、その二つがpH感受性不安定リンカーにより結合される。
不安定なリンカーは、可逆性共有結合、pH感受性結合（酸又は塩基感受性）、酵素感受性結合、分解感受性リンカー、感光性リンカー等、及びこれらの組み合わせを含む。又、これらの特徴は不安定リンカーの型と考えられるプロドラッグの特性である。種々の不安定なリンカーが既に部分設計されていた。例えば、プロドラッグは米国特許第5,498,729号に記載されたように加水分解により徐々に分解するカルボン酸を有する化合物を使用して生成し得る。
不安定なリンカーは、可逆性共有結合、pH感受性結合（酸又は塩基感受性）、酵素感受性結合、分解感受性リンカー、感光性リンカー等、及びこれらの組み合わせを含む。又、これらの特徴は不安定リンカーの型と考えられるプロドラッグの特性である。種々の不安定なリンカーが既に部分設計されていた。例えば、プロドラッグは米国特許第5,498,729号に記載されたように加水分解により徐々に分解するカルボン酸を有する化合物を使用して生成し得る。
これに関して、機能性成分は“プロドラッグ”であってもよく、機能性成分が実質的に治療上不活性であるが、或る修飾後に活性になることを意味する。プロドラッグは本発明の抗体ターゲッティング化合物を使用して細胞の表面又は細胞内に送出でき、そこでそれがその後に活性化し得る。プロドラッグアプローチにおいて、部位特異的薬物送出がプロドラッグの組織特異的活性化から得られ、これはその組織に特異であり、又は高濃度（その他の組織と較べて）で存在する酵素による代謝の結果である。こうして、それはプロドラッグを一層有効に活性化する。
光力学処理が既に記載されたように感光性リンカーを開裂し、又は光応答性酵素を活性化（アシル酵素加水分解）することによりプロドラッグを活性化するのに使用し得る（米国特許第5,114,851号及び同第5,218,137号を参照のこと）。又、光力学処理は薬物活性が所望されない部位（例えば、非標的組織中）で薬物を迅速に失活するのに使用し得る。薬物を共有結合で修飾してプロドラッグを生成する種々の手段が当業界で公知である。
本発明の化合物を製造することを所望するものは前もって選ばれた活性を有する構造を単に選択する。一実施態様において、機能性成分は薬物の如き治療薬である。あらゆる好適な薬物が使用し得る。治療薬の選択は本発明の化合物の所望の活性及び標的に依存する。標的がインテグリンである場合、好ましい治療薬はインテグリンに対し誘導される生物学的活性を有する薬剤である。例えば、癌病変の血管形成と関連する癌である、カポージ肉腫の場合、この疾患に実証された治療効力を有する種々の薬物、例えば、３種の薬物パクリタキセル、ドキソルビシン、及びエトポシドのいずれかを選択し得る。ドキソルビシンの誘導体、2-ピロリノドキソルビシンはドキソルビシンそれ自体より500-1000倍強力であり、それがその他の薬物ターゲッティング戦略で広範に研究されていた（最近の総説について、Schally及びNagy, Eur. J. Endocrinology 141, 1-14, 1999を参照のこと）。これらの化合物のいずれかとともにインテグリンターゲッティング成分を含む化合物がカポージ肉腫の異常な血管形成を治療するのに使用し得る。インテグリンターゲッティング成分SCS-873によるこれらの化合物の合成が実施例に記載される。
光力学処理が既に記載されたように感光性リンカーを開裂し、又は光応答性酵素を活性化（アシル酵素加水分解）することによりプロドラッグを活性化するのに使用し得る（米国特許第5,114,851号及び同第5,218,137号を参照のこと）。又、光力学処理は薬物活性が所望されない部位（例えば、非標的組織中）で薬物を迅速に失活するのに使用し得る。薬物を共有結合で修飾してプロドラッグを生成する種々の手段が当業界で公知である。
本発明の化合物を製造することを所望するものは前もって選ばれた活性を有する構造を単に選択する。一実施態様において、機能性成分は薬物の如き治療薬である。あらゆる好適な薬物が使用し得る。治療薬の選択は本発明の化合物の所望の活性及び標的に依存する。標的がインテグリンである場合、好ましい治療薬はインテグリンに対し誘導される生物学的活性を有する薬剤である。例えば、癌病変の血管形成と関連する癌である、カポージ肉腫の場合、この疾患に実証された治療効力を有する種々の薬物、例えば、３種の薬物パクリタキセル、ドキソルビシン、及びエトポシドのいずれかを選択し得る。ドキソルビシンの誘導体、2-ピロリノドキソルビシンはドキソルビシンそれ自体より500-1000倍強力であり、それがその他の薬物ターゲッティング戦略で広範に研究されていた（最近の総説について、Schally及びNagy, Eur. J. Endocrinology 141, 1-14, 1999を参照のこと）。これらの化合物のいずれかとともにインテグリンターゲッティング成分を含む化合物がカポージ肉腫の異常な血管形成を治療するのに使用し得る。インテグリンターゲッティング成分SCS-873によるこれらの化合物の合成が実施例に記載される。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は多くの用途を有する。一つのアプローチにおいて、機能性成分はターゲッティング化合物を投与することにより個体の細胞、組織又は液体巨大分子と会合されたインテグリンに送出し得る。好ましいアプローチにおいて、機能性成分は治療薬である。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物はインテグリン発現と関連する病状の治療に特別な実用性を有する。それ故、疾患又は症状がインテグリンを伴う個体の疾患又は症状の治療又は予防方法が提供され、その方法は個体に治療有効量の疾患又は症状に対し有効な治療成分を含む本発明のターゲッティング化合物を投与することを含む。一つのこのような実施態様において、症状は癌腫である。癌腫におけるインテグリン発現の関連は当業界で公知である（例えば、米国特許第5,753,230号及び同第5,766,591号各明細書を参照のこと）。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は標的とされるインテグリンと関連するあらゆる疾患又は症状を治療するのに使用し得る。例えば、溶骨細胞のビトロネクチン受容体は溶骨細胞の骨吸収を抑制することが知られている。こうして、骨吸収が病気と関連する疾患又は症状、例えば、骨多孔症及び骨関節炎が、本発明のビトロネクチンターゲッティング化合物を投与することにより治療し得る。又、適当な機能性成分を含むビトロネクチンターゲッティング化合物は溶骨細胞によるオステオカルシン放出を増大することにより骨形成を刺激するのに使用し得る。増大された骨生成はミネラル化骨塊の欠乏又は骨の改造作用が所望される症状に明らかな利益、例えば、破損治癒及び骨破損の予防である。骨構造の損失をもたらす疾患及び代謝障害が又このような治療から恩恵を受けるであろう。例えば、上皮小体機能亢進、パジェット病、悪性の過カルシウム血、骨転移により生じた骨分解病変、固定又は性ホルモン欠乏のための骨損失、ベーチェット病、骨軟化、外骨腫及び大理石骨病が、本発明の化合物を投与することから恩恵を受け得る。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物はインテグリン発現と関連する病状の治療に特別な実用性を有する。それ故、疾患又は症状がインテグリンを伴う個体の疾患又は症状の治療又は予防方法が提供され、その方法は個体に治療有効量の疾患又は症状に対し有効な治療成分を含む本発明のターゲッティング化合物を投与することを含む。一つのこのような実施態様において、症状は癌腫である。癌腫におけるインテグリン発現の関連は当業界で公知である（例えば、米国特許第5,753,230号及び同第5,766,591号各明細書を参照のこと）。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は標的とされるインテグリンと関連するあらゆる疾患又は症状を治療するのに使用し得る。例えば、溶骨細胞のビトロネクチン受容体は溶骨細胞の骨吸収を抑制することが知られている。こうして、骨吸収が病気と関連する疾患又は症状、例えば、骨多孔症及び骨関節炎が、本発明のビトロネクチンターゲッティング化合物を投与することにより治療し得る。又、適当な機能性成分を含むビトロネクチンターゲッティング化合物は溶骨細胞によるオステオカルシン放出を増大することにより骨形成を刺激するのに使用し得る。増大された骨生成はミネラル化骨塊の欠乏又は骨の改造作用が所望される症状に明らかな利益、例えば、破損治癒及び骨破損の予防である。骨構造の損失をもたらす疾患及び代謝障害が又このような治療から恩恵を受けるであろう。例えば、上皮小体機能亢進、パジェット病、悪性の過カルシウム血、骨転移により生じた骨分解病変、固定又は性ホルモン欠乏のための骨損失、ベーチェット病、骨軟化、外骨腫及び大理石骨病が、本発明の化合物を投与することから恩恵を受け得る。
又、本発明のインテグリンターゲッティング化合物はあらゆる炎症性疾患、例えば、慢性関節リウマチ及び乾癬、並びに心血管疾患、例えば、アテローム硬化症及び再狭窄（これらはビトロネクチン発現細胞を伴う）を治療するのに使用し得る。それ故、適当な機能性成分を含む本発明のビトロネクチンターゲッティング化合物はこれらの疾患を治療するのに使用し得る。又、このアプローチは血栓塞栓症、喘息、アレルギー、成人呼吸困難症候群、移植片対宿主疾患、臓器移植片拒絶、敗血症ショック、湿疹、接触皮膚炎、炎症性腸疾患、及びその他の自己免疫疾患を含むが、これらに限定されないその他の疾患の治療又は予防に適用される。又、本発明の化合物は創傷治癒に有益であり得る。
更に、本発明のインテグリンターゲッティング化合物は血管形成障害を治療するのに用途がある。このような障害は異常な新生血管形成を伴い、この場合、新しい血管の成長がその疾患と関連する病気の原因であり、又はその病気に寄与する。これらの状況において、血管形成の抑制はその疾患の有害な作用を軽減するであろう。本発明の化合物のその他の治療標的は新生血管形成を特徴とする眼の疾患である。このような眼の疾患として、角膜新生血管疾患、例えば、角膜移植、ヘルペス性角膜炎、梅毒性角膜炎、表皮爪膜及びコンタクトレンズ使用と関連する新生血管パンヌスが挙げられる。追加の眼の疾患として、年齢関連黄斑変性、推定される眼のヒストプラスマ症、早期の網膜症、新生血管緑内障等が挙げられる。
新しい血管の成長が有害な組織の成長を支持するのに必要とされる場合、血管形成の抑制は組織への血液供給を低減し、それにより血液供給要求に基づく組織塊の減少に寄与するであろう。癌は新生血管形成が腫瘍が増殖し、腫瘍転移を樹立するための絶え間ない要求である例である。こうして、本発明のインテグリンターゲッティング化合物は腫瘍組織血管形成を抑制し、それにより腫瘍転移及び腫瘍増殖を予防する。
更に、本発明のインテグリンターゲッティング化合物は血管形成障害を治療するのに用途がある。このような障害は異常な新生血管形成を伴い、この場合、新しい血管の成長がその疾患と関連する病気の原因であり、又はその病気に寄与する。これらの状況において、血管形成の抑制はその疾患の有害な作用を軽減するであろう。本発明の化合物のその他の治療標的は新生血管形成を特徴とする眼の疾患である。このような眼の疾患として、角膜新生血管疾患、例えば、角膜移植、ヘルペス性角膜炎、梅毒性角膜炎、表皮爪膜及びコンタクトレンズ使用と関連する新生血管パンヌスが挙げられる。追加の眼の疾患として、年齢関連黄斑変性、推定される眼のヒストプラスマ症、早期の網膜症、新生血管緑内障等が挙げられる。
新しい血管の成長が有害な組織の成長を支持するのに必要とされる場合、血管形成の抑制は組織への血液供給を低減し、それにより血液供給要求に基づく組織塊の減少に寄与するであろう。癌は新生血管形成が腫瘍が増殖し、腫瘍転移を樹立するための絶え間ない要求である例である。こうして、本発明のインテグリンターゲッティング化合物は腫瘍組織血管形成を抑制し、それにより腫瘍転移及び腫瘍増殖を予防する。
治療適用に加えて、本発明のインテグリンターゲッティング化合物は又当業界で公知であるように細胞又は組織、例えば、腫瘍細胞のイメージングに使用し得る。それ故、個体の細胞又は組織（前記細胞又は組織はインテグリン標的分子を発現する）のイメージング方法が提供され、前記方法は個体に好適な放射性同位元素又は検出できる標識に結合された有効量のインテグリンターゲッティング化合物を投与することを含む。放射性同位元素又は標識はターゲッティング成分又は機能性成分に結合されてもよい。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は本発明の化合物が医薬上許される担体で製剤化される医薬組成物として投与し得る。それ故、本発明の化合物は薬物の製造に使用し得る。本発明の化合物の医薬組成物は非経口投与のための溶液又は凍結乾燥粉末として製剤化し得る。粉末は使用前に好適な希釈剤又はその他の医薬上許される担体の添加により再生し得る。粉末は又乾燥形態で噴霧されてもよい。液体製剤は緩衝剤入りの、等張性の、水溶液であってもよい。好適な希釈剤の例は通常の等張性食塩溶液、水中の標準の５％のデキストロース、又は緩衝された酢酸ナトリウムもしくは酢酸アンモニウム溶液である。このような製剤は非経口投与に特に好適であるが、又経口投与に使用されてもよく、或いはガス注入用の計量投薬吸入器又はネブライザー中に含まれてもよい。賦形剤、例えば、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、ヒドロキシセルロース、アカシア、ポリエチレングリコール、マンニトール、塩化ナトリウム又はクエン酸ナトリウムを添加することが望ましいかもしれない。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物は本発明の化合物が医薬上許される担体で製剤化される医薬組成物として投与し得る。それ故、本発明の化合物は薬物の製造に使用し得る。本発明の化合物の医薬組成物は非経口投与のための溶液又は凍結乾燥粉末として製剤化し得る。粉末は使用前に好適な希釈剤又はその他の医薬上許される担体の添加により再生し得る。粉末は又乾燥形態で噴霧されてもよい。液体製剤は緩衝剤入りの、等張性の、水溶液であってもよい。好適な希釈剤の例は通常の等張性食塩溶液、水中の標準の５％のデキストロース、又は緩衝された酢酸ナトリウムもしくは酢酸アンモニウム溶液である。このような製剤は非経口投与に特に好適であるが、又経口投与に使用されてもよく、或いはガス注入用の計量投薬吸入器又はネブライザー中に含まれてもよい。賦形剤、例えば、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、ヒドロキシセルロース、アカシア、ポリエチレングリコール、マンニトール、塩化ナトリウム又はクエン酸ナトリウムを添加することが望ましいかもしれない。
又、インテグリンターゲッティング化合物は封入されてもよく、錠剤にされてもよく、又は経口投与のためにエマルションもしくはシロップ中で調製されてもよい。医薬上許される固体又は液体担体が組成物を増進もしくは安定化し、又は組成物の調製を促進するために添加されてもよい。固体担体として、澱粉、ラクトース、硫酸カルシウム二水和物、テラアルバ(terra alba)、ステアリン酸マグネシウムもしくはステアリン酸、タルク、ペクチン、アカシア、寒天又はゼラチンが挙げられる。液体担体として、シロップ、落花生油、オリーブ油、食塩水及び水が挙げられる。担体は又持続放出物質、例えば、グリセリルモノステアレートもしくはグリセリルジステアレートを単独で、又はワックスとともに含んでもよい。固体担体の量は変化するが、投薬単位当り約20mg〜約1gであることが好ましいであろう。医薬製剤は錠剤形態について微粉砕、混合、造粒、及び圧縮（必要な場合）、又は硬質ゼラチンカプセル形態について微粉砕、混合及び充填を伴う薬学の通常の技術に従ってつくられる。液体担体が使用される場合、製剤はシロップ、エリキシル剤、エマルション、又は水性もしくは非水性の懸濁液の形態であってもよい。直腸投与について、本発明の化合物は賦形剤、例えば、ココアバター、グリセリン、ゼラチン又はポリエチレングリコールと合わされ、座薬に成形されてもよい。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物はその他の医療上有益な薬物又は生物学的薬剤を含むように製剤化されてもよい。又、これらの化合物は本発明の化合物が指示される疾患又は症状に有益なその他の薬物又は生物学的薬剤の投与と連係して投与されてもよい（例えば、骨多孔症に有益な活性成分について、米国特許第6,413,955号を参照のこと）。
本明細書に使用される“有効量”という用語は、そのレシピエントに有益な効果を与えるのに充分に高い濃度を与えるのに充分な用量を表す。特別な被験者に特別な治療上有効な用量レベルは治療される疾患、疾患の重度、特別な化合物の活性、投与の経路、化合物のクリアランスの速度、治療の期間、化合物と組み合わせて、又は同時に使用される薬物、被験者の年齢、体重、性別、食事、及び全般の健康、並びに医療業界及び科学で公知の同様の因子を含む種々の因子に依存するであろう。“治療上有効な量”を決める際に考慮される種々の全般の考慮事項が当業者に知られており、例えば、Gilmanら編集, Goodman及びGilmanの治療薬の薬理学的基礎, 第８編, Pergamon Press, 1990、及びRemingtonの医薬科学, 第17編, Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1990に記載されている。用量レベルは典型的には約0.001〜100mg/kg/日の範囲に入る。約0.05〜10mg/kg/日の範囲のレベルが一般に適用し得る。化合物は非経口、例えば、血管内、静脈内、動脈内、筋肉内、皮下等で投与し得る。又、投与は経口、鼻内、直腸、経皮又はエアゾールによる吸入であってもよい。組成物は巨丸剤として投与されてもよく、又は徐々に注入されてもよい。
本発明のインテグリンターゲッティング化合物はその他の医療上有益な薬物又は生物学的薬剤を含むように製剤化されてもよい。又、これらの化合物は本発明の化合物が指示される疾患又は症状に有益なその他の薬物又は生物学的薬剤の投与と連係して投与されてもよい（例えば、骨多孔症に有益な活性成分について、米国特許第6,413,955号を参照のこと）。
本明細書に使用される“有効量”という用語は、そのレシピエントに有益な効果を与えるのに充分に高い濃度を与えるのに充分な用量を表す。特別な被験者に特別な治療上有効な用量レベルは治療される疾患、疾患の重度、特別な化合物の活性、投与の経路、化合物のクリアランスの速度、治療の期間、化合物と組み合わせて、又は同時に使用される薬物、被験者の年齢、体重、性別、食事、及び全般の健康、並びに医療業界及び科学で公知の同様の因子を含む種々の因子に依存するであろう。“治療上有効な量”を決める際に考慮される種々の全般の考慮事項が当業者に知られており、例えば、Gilmanら編集, Goodman及びGilmanの治療薬の薬理学的基礎, 第８編, Pergamon Press, 1990、及びRemingtonの医薬科学, 第17編, Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1990に記載されている。用量レベルは典型的には約0.001〜100mg/kg/日の範囲に入る。約0.05〜10mg/kg/日の範囲のレベルが一般に適用し得る。化合物は非経口、例えば、血管内、静脈内、動脈内、筋肉内、皮下等で投与し得る。又、投与は経口、鼻内、直腸、経皮又はエアゾールによる吸入であってもよい。組成物は巨丸剤として投与されてもよく、又は徐々に注入されてもよい。
免疫適格個体へのターゲッティング化合物の投与はその化合物に対する抗体の産生をもたらし得る。このような抗体はターゲッティング成分、機能性成分又はその化合物と関連するあらゆるその他の実体に誘導し得る。このような化合物の免疫原性は当業界で公知の方法、例えば、長鎖ポリエチレングリコール(PEG)をベースとするスペーサー等を化合物の一つ以上の成分に結合することにより取り組まれてもよい。長鎖PEG及びその他のポリマーが外来エピトープをマスクし、外来エピトープを示す治療タンパク質の低下された免疫原性をもたらすそれらの能力について知られている（Katreら, 1990, J. Immunol. 144, 209-213; Francisら, 1998, Int. J. Hematol. 68, 1-18）。注目されるように、PEGが本発明のターゲッティング化合物中のリンカーとして利用でき、こうしてリンカー機能及び低下された免疫原性の両方を与える。又、又は加えて、個体は免疫抑制薬、例えば、シクロスポリンＡ、抗CD3抗体等を投与されてもよく、ターゲッティング化合物に対する免疫応答が発生する可能性を減少し得る。
或る実施態様において、RGD及び非RGDペプチド模倣物又は非RGDペプチドアンタゴニストもしくはアゴニストはリポソームをターゲッティングするのに使用し得る。これはこのようなターゲッティング成分をターゲッティング成分がリポソームの脂質と会合することを可能にする脂質部分に化学的に結合することにより達成される。次いで適当な薬物を封入されたリポソームがターゲッティング成分の助けによりin vivoで一層有効にターゲッティングし得る。例えば、ドキソルビシン（ドキシルTM）を含む立体安定化されたステルスリポソームによるカポージ肉腫の治療が認可されたKS療法薬の最も有効なものの一つである。このリポソーム製剤は遊離ドキソルビシンの投与に対し幾つかの利点を与える。リポソーム製剤により与えられる心臓毒性、嘔吐、脱毛症、末梢神経障害、及び粘膜炎の低下に加えて、ドキシルTMは粒状サイズ並びに増進された透過性及び保持現象の結果として腫瘍への受動ターゲッティングについての固有の能力を有し（Matsumuraら, Cancer Res. 46, 6387-6392, 1986）、これが薬物の延長された血清半減期により更に助けられる。
本明細書に開示された活性ターゲッティングはドキシルTMの受動ターゲッティング能力を増強し、それによりKS腫瘍及びその血管系へのリポソームの細胞傷害ペイロードを一層有効に送出し得る。ドキシルTMのこのような活性ターゲッティングはおそらく臨床応答に必要とされる用量を減少し、それにより非特異性毒性を制限するであろう。ターゲッティングされるリポソームの投与は既に記載されたようにして達成し得る（例えば、Allenら, Adv. Drug Deliv. Rev. 21, 117-133）。本発明のターゲッティング化合物はその他の化合物又は放射線療法の如き療法と組み合わせて使用し得る。
本発明の化合物はヒトの医療治療及び診断だけでなく、in vitro診断、獣医学、農業、環境及びその他の分野に用途があることが容易に明らかであろう。本発明の融通性が本発明の好ましい実施態様を説明するが、特許請求の範囲又は明細書を何ら限定しない下記の実施例により説明される。
本明細書に開示された活性ターゲッティングはドキシルTMの受動ターゲッティング能力を増強し、それによりKS腫瘍及びその血管系へのリポソームの細胞傷害ペイロードを一層有効に送出し得る。ドキシルTMのこのような活性ターゲッティングはおそらく臨床応答に必要とされる用量を減少し、それにより非特異性毒性を制限するであろう。ターゲッティングされるリポソームの投与は既に記載されたようにして達成し得る（例えば、Allenら, Adv. Drug Deliv. Rev. 21, 117-133）。本発明のターゲッティング化合物はその他の化合物又は放射線療法の如き療法と組み合わせて使用し得る。
本発明の化合物はヒトの医療治療及び診断だけでなく、in vitro診断、獣医学、農業、環境及びその他の分野に用途があることが容易に明らかであろう。本発明の融通性が本発明の好ましい実施態様を説明するが、特許請求の範囲又は明細書を何ら限定しない下記の実施例により説明される。
アルドラーゼモノクローナル抗体38Cの結合部位に共有結合されたRGDペプチド模倣物ターゲッティング薬剤を含む抗体ターゲッティング化合物
インテグリンターゲッティング化合物をRGDペプチド模倣物のジケトンリンカー誘導体とマウスmAb 38C2の反応性リシンの間の可逆性共有結合の形成に基づいて生成した。マウスmAb 38C2は反応性免疫化により生成された触媒抗体及びメカニズム上模擬する天然アルドラーゼ酵素の新しいクラスのプロトタイプである（Barbasら, Science 278, 2085-2092, 1997）。反応性リシンにより、これらの抗体は天然アルドラーゼのエナミンメカニズムを使用してアルドール反応及びレトロ-アルドール反応を触媒作用する（Wagnerら, Science 270, 1797-1800, 1995; Barbasら, Science 278, 2085-2092, 1997; Zhongら, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 3738-3741, 1999）。合成有機化学におけるそれらの融通性及び効力に加えて、アルドラーゼ抗体は抗癌戦略としてin vitro及びin vivoのカンプトテシン、ドキソルビシン、及びエトポシドプロドラッグの活性化に使用されていた（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930, 1999; Shabat, Dら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533, 2001）。これらの抗体の更に別の特徴、即ち、ジケトンを共有結合するそれらの能力が殆ど解明されないで残っていた。
使用したRGDペプチド模倣物（化合物１を参照のこと）は0.9nMにおけるαvβ3及び0.6nMにおけるαvβ5に関する高い結合アフィニティー（最小aIIbb3結合により示された特異性）でもってヒトインテグリンに特異性である（Millerらの上記文献）。SCS-873と称される、化合物１のジケトンリンカー修飾バージョンを実施例３に記載されるように調製した。SCS-873は別々に同定されたターゲッティング成分及びリンカーとともに以下に示される。
インテグリンターゲッティング化合物をRGDペプチド模倣物のジケトンリンカー誘導体とマウスmAb 38C2の反応性リシンの間の可逆性共有結合の形成に基づいて生成した。マウスmAb 38C2は反応性免疫化により生成された触媒抗体及びメカニズム上模擬する天然アルドラーゼ酵素の新しいクラスのプロトタイプである（Barbasら, Science 278, 2085-2092, 1997）。反応性リシンにより、これらの抗体は天然アルドラーゼのエナミンメカニズムを使用してアルドール反応及びレトロ-アルドール反応を触媒作用する（Wagnerら, Science 270, 1797-1800, 1995; Barbasら, Science 278, 2085-2092, 1997; Zhongら, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 3738-3741, 1999）。合成有機化学におけるそれらの融通性及び効力に加えて、アルドラーゼ抗体は抗癌戦略としてin vitro及びin vivoのカンプトテシン、ドキソルビシン、及びエトポシドプロドラッグの活性化に使用されていた（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930, 1999; Shabat, Dら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533, 2001）。これらの抗体の更に別の特徴、即ち、ジケトンを共有結合するそれらの能力が殆ど解明されないで残っていた。
使用したRGDペプチド模倣物（化合物１を参照のこと）は0.9nMにおけるαvβ3及び0.6nMにおけるαvβ5に関する高い結合アフィニティー（最小aIIbb3結合により示された特異性）でもってヒトインテグリンに特異性である（Millerらの上記文献）。SCS-873と称される、化合物１のジケトンリンカー修飾バージョンを実施例３に記載されるように調製した。SCS-873は別々に同定されたターゲッティング成分及びリンカーとともに以下に示される。
αvβ3又はαvβ5結合の両方に関する既知の活性を有するペプチド模倣物RGDアンタゴニストが望ましい。何とならば、これらの化合物の幾つかがマウスインテグリン及びヒトインテグリンの両方を結合するからである。このような種間交差反応性がヒト試験の前に動物血管形成モデルで予備臨床in vivo研究を与える。加えて、ターゲッティング化合物はαvβ3インテグリンと関連するカポージ肉腫の治療に使用し得る。
SCS-873を下記の操作により抗体38C2に結合した。食塩加リン酸緩衝液中の抗体38C2(10mg/ml) 1mlをSCS-873の10mg/ml原液12μlに添加し、得られる混合物を使用前に２時間にわたって室温に維持した。
SLK細胞へのSCS-873及び38C2の混合物の結合を評価した。SCS-873は38C2の細胞表面結合を有効に媒介した。38C2の結合はSCS-873の不在下で検出できなかった。対照実験はリンカーのジケトン部分が38C2へのSCS-873の結合に必要とされることを確かめた。SCS-873はインテグリンターゲッティング成分のインテグリン特異性を保持することが測定され、即ち、ELISAにおけるaIIbb3への結合が検出されず、一方、αvβ3及びαvβ3への結合が強いことがわかった。マウスへのSCS-873及び38C2で調製されたターゲッティング化合物vs夫々の成分単独の独立のi.p.注射及びi.v.注射はin vivoのインテグリンターゲッティングを実証した。これらの実験において、SCS-873の血清半減期が38C2への結合により大きさの２より大きいオーダーだけ延長された。抗体に結合されなかった遊離SCS-873はわずかに数分の血清半減期を有し、一方、抗体及び小分子の組み合わせが数日後に眼ブリードからサンプリングされた血清中に検出し得た。
SCS-873を下記の操作により抗体38C2に結合した。食塩加リン酸緩衝液中の抗体38C2(10mg/ml) 1mlをSCS-873の10mg/ml原液12μlに添加し、得られる混合物を使用前に２時間にわたって室温に維持した。
SLK細胞へのSCS-873及び38C2の混合物の結合を評価した。SCS-873は38C2の細胞表面結合を有効に媒介した。38C2の結合はSCS-873の不在下で検出できなかった。対照実験はリンカーのジケトン部分が38C2へのSCS-873の結合に必要とされることを確かめた。SCS-873はインテグリンターゲッティング成分のインテグリン特異性を保持することが測定され、即ち、ELISAにおけるaIIbb3への結合が検出されず、一方、αvβ3及びαvβ3への結合が強いことがわかった。マウスへのSCS-873及び38C2で調製されたターゲッティング化合物vs夫々の成分単独の独立のi.p.注射及びi.v.注射はin vivoのインテグリンターゲッティングを実証した。これらの実験において、SCS-873の血清半減期が38C2への結合により大きさの２より大きいオーダーだけ延長された。抗体に結合されなかった遊離SCS-873はわずかに数分の血清半減期を有し、一方、抗体及び小分子の組み合わせが数日後に眼ブリードからサンプリングされた血清中に検出し得た。
タンパク質機能成分によるインテグリンターゲッティング
インテグリンターゲッティング成分はこれらのタンパク質により誘発されるエフェクター機能を伝えるためにタンパク質の如き機能性成分に共有結合し得る。このような結合はリシン反応性N-ヒドロキシスクシンイミド官能基又はシステイン反応性マレイミド官能基により得られる。
例えば、IgM抗体へのインテグリンターゲッティング化合物の複合は補体媒介細胞毒性を誘導する。IL-2への複合は細胞媒介細胞毒性をもたらす。腫瘍血管形成に関係する成長因子を中和する種々の抗体はそれらの選択性を増大するためにインテグリンターゲッティング化合物で修飾し得る。例えば、VEGFを中和するモノクローナル抗体はインテグリンターゲッティング化合物に複合される場合に高度に選択的である。これらのコンジュゲートの潜在的な免疫原性を考慮して、長鎖ポリエチレングリコール(PEG)をベースとするスペーサーがタンパク質反応性官能基とインテグリンターゲッティング官能基の間に導入し得る。長鎖PEG及びその他のポリマーは外来エピトープをマスクし、外来エピトープを示す治療タンパク質の低下された免疫原性をもたらすそれらの能力について知られている（Katreら, 1990, J. Immunol. 144, 209-213; Francisら, 1998, Int. J. Hematol. 68, 1-18）。
インテグリンターゲッティング成分はこれらのタンパク質により誘発されるエフェクター機能を伝えるためにタンパク質の如き機能性成分に共有結合し得る。このような結合はリシン反応性N-ヒドロキシスクシンイミド官能基又はシステイン反応性マレイミド官能基により得られる。
例えば、IgM抗体へのインテグリンターゲッティング化合物の複合は補体媒介細胞毒性を誘導する。IL-2への複合は細胞媒介細胞毒性をもたらす。腫瘍血管形成に関係する成長因子を中和する種々の抗体はそれらの選択性を増大するためにインテグリンターゲッティング化合物で修飾し得る。例えば、VEGFを中和するモノクローナル抗体はインテグリンターゲッティング化合物に複合される場合に高度に選択的である。これらのコンジュゲートの潜在的な免疫原性を考慮して、長鎖ポリエチレングリコール(PEG)をベースとするスペーサーがタンパク質反応性官能基とインテグリンターゲッティング官能基の間に導入し得る。長鎖PEG及びその他のポリマーは外来エピトープをマスクし、外来エピトープを示す治療タンパク質の低下された免疫原性をもたらすそれらの能力について知られている（Katreら, 1990, J. Immunol. 144, 209-213; Francisら, 1998, Int. J. Hematol. 68, 1-18）。
ターゲッティング成分-リンカー分子の合成
化合物15及び４として示されたインテグリンターゲッティング成分を夫々図10（スキーム１）及び図11（スキーム２）に示されるように合成した。ジケトン反応性部分を有するリンカーをスキーム３（図12）に示されるようにこれらのターゲッティング分子に付加してターゲッティング化合物-リンカー分子SCS-873及びSCS-1655を生成した。SCS-873の合成を三つの工程で化合物14から開始して行なった。化合物14をスキーム１に示されるように15に変換し、粗生成物をCH3CN-DMF中でEt3Nの存在下でジケトン化合物23のN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)-エステルと反応させた。シリカゲルで精製して（CH2Cl2-MeOH、9:1）純粋なSCS-873を得た。
化合物SCS-1655を５工程（スキーム２及び３）で14から合成した。化合物14中のBOC基の脱保護続いて２価リンカー24のNHSエステルとの反応により化合物25を得、次いでこれを上記のように脱保護し、23と反応させてSCS-1655を得た。
インテグリンターゲッティング成分-リンカー分子SCS-864及びSCS-789の合成がスキーム４（図13）に示される。SCS-864及びSCS-789を１工程で化合物４から夫々合成した（図13、スキーム４）。化合物４の結合を適当な活性化NHS-エステルで得た。SCS-864が別々に同定されたターゲッティング成分及びリンカーとともに以下に示される。
化合物15及び４として示されたインテグリンターゲッティング成分を夫々図10（スキーム１）及び図11（スキーム２）に示されるように合成した。ジケトン反応性部分を有するリンカーをスキーム３（図12）に示されるようにこれらのターゲッティング分子に付加してターゲッティング化合物-リンカー分子SCS-873及びSCS-1655を生成した。SCS-873の合成を三つの工程で化合物14から開始して行なった。化合物14をスキーム１に示されるように15に変換し、粗生成物をCH3CN-DMF中でEt3Nの存在下でジケトン化合物23のN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)-エステルと反応させた。シリカゲルで精製して（CH2Cl2-MeOH、9:1）純粋なSCS-873を得た。
化合物SCS-1655を５工程（スキーム２及び３）で14から合成した。化合物14中のBOC基の脱保護続いて２価リンカー24のNHSエステルとの反応により化合物25を得、次いでこれを上記のように脱保護し、23と反応させてSCS-1655を得た。
インテグリンターゲッティング成分-リンカー分子SCS-864及びSCS-789の合成がスキーム４（図13）に示される。SCS-864及びSCS-789を１工程で化合物４から夫々合成した（図13、スキーム４）。化合物４の結合を適当な活性化NHS-エステルで得た。SCS-864が別々に同定されたターゲッティング成分及びリンカーとともに以下に示される。
機能性成分としてのパクリタキセルを含むインテグリンターゲッティング化合物の合成
パクリタキセル-SCS-873を既に記載されたようにして調製されたタキソール-スクシネートから開始して合成する（Deutschら, J. Med. Chem. 32, 788-792, 1989）。DMF中のPyBOPによるカルボキシ基の活性化後に、そのSCS-アミンを直接カップリングして（Huangら, Chemistry＆Biology 7, 453-461, 2000）パクリタキセル-SCS-873を得る。この誘導体は良好な活性及びターゲッティングを示した既に記載されたソマトスタチンアンタゴニストペプチドターゲッティングされたパクリタキセル誘導体（Huangら, Chemistry＆Biology 7, 453-461, 2000）と同様であり、それによりこの薬物に関するスクシネートをベースとするリンカー戦略を実証する。他者がスクシネートをベースとするリンカーに代えて2'-カルバメートを成功裏に利用してパクリタキセルプロドラッグを記載していた（de Grootら, J. Medicinal Chem. 43, 3093-3102, 2000）。パクリタキセル-SCS-873は不十分な可溶性を問題とするパクリタキセルそれ自体よりもかなり可溶性である。パクリタキセル-SCS-873の構造が以下に示される。
パクリタキセル-SCS-873を既に記載されたようにして調製されたタキソール-スクシネートから開始して合成する（Deutschら, J. Med. Chem. 32, 788-792, 1989）。DMF中のPyBOPによるカルボキシ基の活性化後に、そのSCS-アミンを直接カップリングして（Huangら, Chemistry＆Biology 7, 453-461, 2000）パクリタキセル-SCS-873を得る。この誘導体は良好な活性及びターゲッティングを示した既に記載されたソマトスタチンアンタゴニストペプチドターゲッティングされたパクリタキセル誘導体（Huangら, Chemistry＆Biology 7, 453-461, 2000）と同様であり、それによりこの薬物に関するスクシネートをベースとするリンカー戦略を実証する。他者がスクシネートをベースとするリンカーに代えて2'-カルバメートを成功裏に利用してパクリタキセルプロドラッグを記載していた（de Grootら, J. Medicinal Chem. 43, 3093-3102, 2000）。パクリタキセル-SCS-873は不十分な可溶性を問題とするパクリタキセルそれ自体よりもかなり可溶性である。パクリタキセル-SCS-873の構造が以下に示される。
機能性成分としてのドキソルビシン又は2-ピロリノドキソルビシンを含むインテグリンターゲッティング化合物の合成
ドキソルビシン-SCS-873を黄体形成ホルモン放出ホルモンのドキソルビシン誘導体及びソマトスタチンコンジュゲートについて記載された合成スキーム（Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 7269-7273, 1996; Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 1794-1799, 1998）と同様の合成スキームを使用して調製する。N-Fmoc-DOX-14-O-ヘミグルタレートをNagyら（Proc. Natl. Acad. Sci. 93, 2464-2469, 1996）により記載されたように調製し、続いてDMF中でPyBOPで活性化し、続いてSCS-アミンを付加し、Fmoc保護基を除去してドキソルビシン-SCS-873を得る。ドキソルビシン-SCS-873の構造が以下に示される。
2-ピロリノドキソルビシン-SCS-873をLH-RH-2-ピロリノドキソルビシンコンジュゲートについて記載されたように（Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. 93, 2464-2469, 1996）4-ヨードブチルアルデヒドとの反応によりドキソルビシン-SCS-873から調製することができる。又、種々のその他の合成アプローチが利用し得る。LH-RH-2-ピロリノドキソルビシン及び同様の設計のドキソルビシンコンジュゲートのタンパク質活性が本発明者らのインテグリンターゲッティング誘導体の設計を支持する（例えば、Schally及びNagy, Eur. J. Endocrinology 141, 1-14, 1999及びペプチドターゲッティング薬物コンジュゲートの総説についてのその中の文献を参照のこと）。2-ピロリノドキソルビシン-SCS-873の構造が以下に示される。
ドキソルビシン-SCS-873を黄体形成ホルモン放出ホルモンのドキソルビシン誘導体及びソマトスタチンコンジュゲートについて記載された合成スキーム（Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 7269-7273, 1996; Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95, 1794-1799, 1998）と同様の合成スキームを使用して調製する。N-Fmoc-DOX-14-O-ヘミグルタレートをNagyら（Proc. Natl. Acad. Sci. 93, 2464-2469, 1996）により記載されたように調製し、続いてDMF中でPyBOPで活性化し、続いてSCS-アミンを付加し、Fmoc保護基を除去してドキソルビシン-SCS-873を得る。ドキソルビシン-SCS-873の構造が以下に示される。
2-ピロリノドキソルビシン-SCS-873をLH-RH-2-ピロリノドキソルビシンコンジュゲートについて記載されたように（Nagyら, Proc. Natl. Acad. Sci. 93, 2464-2469, 1996）4-ヨードブチルアルデヒドとの反応によりドキソルビシン-SCS-873から調製することができる。又、種々のその他の合成アプローチが利用し得る。LH-RH-2-ピロリノドキソルビシン及び同様の設計のドキソルビシンコンジュゲートのタンパク質活性が本発明者らのインテグリンターゲッティング誘導体の設計を支持する（例えば、Schally及びNagy, Eur. J. Endocrinology 141, 1-14, 1999及びペプチドターゲッティング薬物コンジュゲートの総説についてのその中の文献を参照のこと）。2-ピロリノドキソルビシン-SCS-873の構造が以下に示される。
機能性成分としてのエトポシドを含むインテグリンターゲッティング化合物の合成
エトポシド-SCS-873を触媒抗体により活性化される構造上類似のエトポシドプロドラッグについて最近記載されたp-ニトロフェニルカーボネートから調製する（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533, 2001）。レトロ-ミカエル工程は内因性細胞酵素だけでなく、触媒抗体により容易に触媒作用された（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930, 1999）。エトポシド-SCS-873の設計は内因性酵素又はレトロ-ミカエル反応（これに続いて自然脱カルボキシル化及び活性エトポシドを与えるラクタム化反応が行なわれる）による一般の酸塩基活性化に基づいている。エトポシド-SCS-873の構造が以下に示される。
エトポシド-SCS-873を触媒抗体により活性化される構造上類似のエトポシドプロドラッグについて最近記載されたp-ニトロフェニルカーボネートから調製する（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 7528-7533, 2001）。レトロ-ミカエル工程は内因性細胞酵素だけでなく、触媒抗体により容易に触媒作用された（Shabatら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 6925-6930, 1999）。エトポシド-SCS-873の設計は内因性酵素又はレトロ-ミカエル反応（これに続いて自然脱カルボキシル化及び活性エトポシドを与えるラクタム化反応が行なわれる）による一般の酸塩基活性化に基づいている。エトポシド-SCS-873の構造が以下に示される。
リポソームターゲッティングのためのインテグリンターゲッティング化合物の調製
ドキシルTM含有リポソームを記載された本発明のターゲッティング化合物と会合させる。そのターゲッティング成分をマレイミド末端PEG2000-DSPE(MAL-PEG2000-DSPE)に結合する。MAL-PEG2000-DSPEはシェアーウォーター・ポリマーズ社により市販される。マレイミド部分へのチオール末端ターゲッティング分子の結合は自然に起こる。次いでPEG-脂質誘導体を簡単なインキュベーション工程でドキシルTMリポソームにごくわずかな薬物漏出でもって移す。
細胞へのリポソームのターゲッティングされた結合をビオチン標識MAL-PEG2000-DSPEの同時とり込み及びFITC標識ストレプトアビジンによる染色によりFACS分析により研究する。又、種々の対照細胞系を研究して非特異的結合を評価する。３種のKS細胞系を使用して細胞毒性アッセイをリポソームへのターゲッティング分子の種々の異なるローディングでもって記載されたように行なう（Moaseら, 2001）。SLK動物モデルでこのアプローチの効力を研究するために、動物を細胞移植後かつ腫瘍が樹立した（200mm3）後１日で措置する。単一投薬養生法を初期に研究してターゲッティングされたドキシルTM対ターゲッティングされなかったドキシルTMの相対効力を評価する。薬物用量は0.5mg/kgから5mg/kg i.v.までの範囲である。その他の対照グループをターゲッティングされたリポソームを除く空のリポソームで措置してその疾患に関する多価リポソームそれ自体の効果を評価する。又、緩衝液対照グループが含まれる。多重措置研究において、薬物を14日間隔で注射する。全身毒性を上記のように評価する。
ドキシルTM含有リポソームを記載された本発明のターゲッティング化合物と会合させる。そのターゲッティング成分をマレイミド末端PEG2000-DSPE(MAL-PEG2000-DSPE)に結合する。MAL-PEG2000-DSPEはシェアーウォーター・ポリマーズ社により市販される。マレイミド部分へのチオール末端ターゲッティング分子の結合は自然に起こる。次いでPEG-脂質誘導体を簡単なインキュベーション工程でドキシルTMリポソームにごくわずかな薬物漏出でもって移す。
細胞へのリポソームのターゲッティングされた結合をビオチン標識MAL-PEG2000-DSPEの同時とり込み及びFITC標識ストレプトアビジンによる染色によりFACS分析により研究する。又、種々の対照細胞系を研究して非特異的結合を評価する。３種のKS細胞系を使用して細胞毒性アッセイをリポソームへのターゲッティング分子の種々の異なるローディングでもって記載されたように行なう（Moaseら, 2001）。SLK動物モデルでこのアプローチの効力を研究するために、動物を細胞移植後かつ腫瘍が樹立した（200mm3）後１日で措置する。単一投薬養生法を初期に研究してターゲッティングされたドキシルTM対ターゲッティングされなかったドキシルTMの相対効力を評価する。薬物用量は0.5mg/kgから5mg/kg i.v.までの範囲である。その他の対照グループをターゲッティングされたリポソームを除く空のリポソームで措置してその疾患に関する多価リポソームそれ自体の効果を評価する。又、緩衝液対照グループが含まれる。多重措置研究において、薬物を14日間隔で注射する。全身毒性を上記のように評価する。
ドキシルTMは又難治性卵巣癌の治療に認可されていることが注目されるべきである。進行した卵巣癌から樹立された25の永久ヒト細胞系の最近の研究は全ての系がインテグリン発現について陽性であることを実証した（Bruningら, Hum. Gene Ther. 12, 391-399, 2001）。この結果は腫瘍及びその支持血管系の両方のターゲッティングが卵巣癌の治療に実用性を有することを示唆する。最近の研究はαvβ3が悪性ヒト頸部腫瘍組織で高度に発現されることを示し（Chattopadhyay及びChatterjee, J. Exp. Clin. Cancer Res. 20, 269-275, 2001）、本明細書に開示されたドキシルTMに基づく戦略が頸部癌の治療に実用性を有することを示唆する。又、Bruehlら（Biochemistry, 40:5964-5971, 2000）に記載されたようなその他の重合リポソーム集合体が使用し得る。
こうして、本発明が広く開示され、上記の代表的な実施態様を参照して説明された。当業者は種々の改良が本発明の精神及び範囲から逸脱しないで本発明になし得ることを認めるであろう。全ての刊行物、特許出願、及び発行された特許はあたかも夫々個々の刊行物、特許出願又は発行された特許が参考としてそのまま含まれると特別かつ個々に示されたのと同じ程度に参考として本明細書に含まれる。参考として含まれる書籍中に含まれる定義はそれらがこの開示における定義に反する程度で除外される。本明細書に示された全ての構造は全ての鏡像体及び互変異性体を与えることが意図される。
こうして、本発明が広く開示され、上記の代表的な実施態様を参照して説明された。当業者は種々の改良が本発明の精神及び範囲から逸脱しないで本発明になし得ることを認めるであろう。全ての刊行物、特許出願、及び発行された特許はあたかも夫々個々の刊行物、特許出願又は発行された特許が参考としてそのまま含まれると特別かつ個々に示されたのと同じ程度に参考として本明細書に含まれる。参考として含まれる書籍中に含まれる定義はそれらがこの開示における定義に反する程度で除外される。本明細書に示された全ての構造は全ての鏡像体及び互変異性体を与えることが意図される。
Claims (9)
- 少なくとも一つのインテグリンターゲッティング成分が、触媒抗体に、該触媒抗体の結合部位を介して、共有結合されているインテグリンターゲッティング化合物であって、
前記触媒抗体が、アルドラーゼ抗体であり、
前記インテグリンターゲッティング成分が、RGDペプチド模倣物であり、
前記共有結合が、式：Ｘ−Ｙ−Ｚで示されるリンカーを介して形成され、前記Ｘ基は、線状連結鎖であり、前記Ｙ基は、認識基であり、そして、前記反応性基Ｚは、以下の基、
であり、
ここで、Ｙは、前記リンカーのＹ基を示し、
前記ターゲッティング成分が、前記リンカーの前記Ｘ基に連結されており、
前記触媒抗体の結合部位における反応性アミノ酸の側鎖が、反応性基Ｚと反応して、不可逆性共有結合を形成し、
前記Ｘ基が、以下の式、
（式中、
Ｒ1は、−ＮＨ−であり、
Ｒ2とＲ3とは一緒になって−Ｏ−を形成し、
Ｒ4は、Ｈであり、
ｎは、1-100であり、かつ
ｍは、1-100である。）
で示され、
前記Ｙ基が、次式、
（Ａ、Ｚ、Ｙ、Ｘ又はＷは、独立に、Ｃ又はＮである。）又は
（式中、Ａ、Ｚ、Ｙ又はＸは、独立にＣ又はＮである。）
で示されることを特徴とするターゲッティング化合物。 - 前記抗体が、完全長である、請求項１記載のターゲッティング化合物。
- 前記抗体が、完全長抗体のフラグメントである、請求項１記載のターゲッティング化合物。
- 完全長抗体の前記フラグメントが、Fab、Fab'、 F(ab')2、Fv又はsFvである、請求項３記載のターゲッティング化合物。
- 前記触媒抗体が、前記反応性基Ｚが、前記抗体の結合部位におけるリシン側鎖と反応して、不可逆性共有結合を形成している、請求項１記載のターゲッティング化合物。
- 前記アルドラーゼ抗体が、マウスモノクローナル抗体３８Ｃ２又はヒト化３８Ｃ２である、請求項１記載のターゲッティング化合物。
- 前記ＲＧＤペプチド模倣物が、以下に化合物１、２又は３として示される、請求項１記載のターゲッティング化合物。
- 少なくとも一つのインテグリンターゲッティング成分を触媒抗体に、該触媒抗体の結合部位を介して共有結合しているインテグリンターゲッティング化合物の生成方法であって、
前記触媒抗体が、アルドラーゼ抗体であり、
前記インテグリンターゲッティング成分が、RGDペプチド模倣物であり、
前記共有結合が、式：Ｘ−Ｙ−Ｚで示されるリンカーを介して形成され、前記Ｘ基は、線状連結鎖であり、前記Ｙ基は、認識基であり、そして、前記反応性基Ｚは、以下の基、
であり、
ここで、Ｙは、前記リンカーのＹ基を示し、
前記ターゲッティング成分が、前記リンカーの前記Ｘ基に連結されており、
前記触媒抗体の結合部位における反応性アミノ酸の側鎖が、反応性基Ｚと反応して、不可逆性共有結合を形成し、
前記Ｘ基が、以下の式、
（式中、
Ｒ1は、−ＮＨ−であり、
Ｒ2とＲ3とは一緒になって−Ｏ−を形成し、
Ｒ4は、Ｈであり、
ｎは、1-100であり、かつ
ｍは、1-100である。）
で示され、
前記Ｙ基が、次式、
（Ａ、Ｚ、Ｙ、Ｘ又はＷは、独立に、Ｃ又はＮである。）又は
（式中、Ａ、Ｚ、Ｙ又はＸは、独立にＣ又はＮである。）
で示されることを特徴とする生成方法。 - 前記リンカーが、
(a)前記インテグリンターゲッティング成分を、前記リンカーの前記Ｘ基と反応させることにより、インテグリンターゲッティング成分−リンカー化合物を調製する工程、そして
(b)工程（ａ）の前記リンカーの前記反応性基Ｚと反応性の化学部位を有する触媒抗体を準備する工程、及び
(c)工程(a)と(b)の化合物を、前記反応性基Ｚと、前記化学部位とを共有結合することにより、連結して、インテグリンターゲッティング化合物を生成する工程、
によって達成される、請求項８記載の方法。
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